Explosões lentas e repetidas de ondas de rádio intensas vindas do espaço têm intrigado os astrônomos desde que foram descobertas em 2022.
Em nova pesquisameus colegas e eu rastreamos pela primeira vez um desses sinais pulsantes de volta à sua fonte: um tipo comum de estrela leve chamada anã vermelha, provavelmente em uma órbita binária com uma anã branca, o núcleo de outra estrela que explodiu há muito tempo. atrás.
Um mistério que pulsa lentamente
Em 2022, nossa equipe fez uma descoberta incrível. Pulsações de rádio periódicas que se repetem a cada 18 minutos, emanando do espaço. Os pulsos ofuscaram tudo próximo, brilhou brilhantemente por três mesesentão desapareceu.
Sabemos que alguns sinais de rádio repetidos vêm de uma espécie de estrela de nêutrons chamada pulsar de rádio, que gira rapidamente (normalmente uma vez por segundo ou mais rápido), emitindo ondas de rádio como um farol. O problema é que as nossas teorias atuais dizem que um pulsar girando apenas uma vez a cada 18 minutos deveria não produzir ondas de rádio.
Por isso pensámos que a nossa descoberta de 2022 poderia apontar para uma física nova e excitante — ou ajudar a explicar exatamente como os pulsares emitem radiação, que apesar de 50 anos de investigação ainda não é muito bem compreendida.
Fontes de rádio piscando mais lentamente foram descobertos desde então. Existem agora cerca de 10 “transientes de rádio de longo período” conhecidos.
No entanto, apenas encontrar mais não foi suficiente para resolver o mistério.
Procurando nos arredores da galáxia
Até agora, cada uma destas fontes foi encontrada nas profundezas do coração da By way of Láctea.
Isto torna muito difícil descobrir que tipo de estrela ou objeto produz as ondas de rádio, porque existem milhares de estrelas numa pequena área. Qualquer um deles poderia ser responsável pelo sinal, ou nenhum deles.
Então, iniciamos uma campanha para escanear os céus com o Matriz de Campo Amplo Murchison radiotelescópio na Austrália Ocidental, que pode observar 1.000 graus quadrados do céu a cada minuto. Um estudante de graduação da Universidade Curtin, Csanád Horváth, processou dados que cobriam metade do céu, procurando esses sinais indescritíveis em regiões mais escassamente povoadas da By way of Láctea.
E com certeza, encontramos uma nova fonte! Chamado de GLEAM-X J0704-37, ele produz pulsos de ondas de rádio com duração de um minuto, assim como outros transientes de rádio de longo período. No entanto, estes pulsos repetem-se apenas uma vez a cada 2,9 horas, tornando-o o transiente de rádio de longo período mais lento encontrado até agora.
De onde vêm as ondas de rádio?
Realizamos observações de acompanhamento com o Telescópio MeerKAT na África do Sul, o radiotelescópio mais sensível do hemisfério sul. Eles identificaram com precisão a localização das ondas de rádio: elas vinham de uma estrela anã vermelha. Estas estrelas são incrivelmente comuns, constituindo 70% das estrelas da By way of Láctea, mas são tão ténues que nem uma única é visível a olho nu.
Combinando observações históricas do Murchison Widefield Array e novos dados de monitoramento do MeerKAT, descobrimos que os pulsos chegam um pouco mais cedo e um pouco mais tarde em um padrão repetitivo. Isto provavelmente indica que o emissor de rádio não é a anã vermelha em si, mas sim um objeto invisível em órbita binária com ela.
Com base em estudos anteriores sobre a evolução das estrelas, pensamos que este emissor de rádio invisível é muito provavelmente uma anã branca, que é o ponto last de estrelas pequenas e médias como o nosso próprio Sol. Se fosse uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, a explosão que a criou teria sido tão grande que deveria ter perturbado a órbita.
São precisos dois para dançar o tango
Então, como uma anã vermelha e uma anã branca geram um sinal de rádio?
A anã vermelha provavelmente produz um vento estelar de partículas carregadas, assim como o nosso sol. Quando o vento atingir o campo magnético da anã branca, ele será acelerado, produzindo ondas de rádio.
Isto poderia ser semelhante à forma como o vento estelar do Sol interage com o campo magnético da Terra para produzir belas imagens. aurora e também ondas de rádio de baixa frequência.
Já conhecemos alguns sistemas como este, como AR Scorpiionde variações no brilho da anã vermelha implicam que a anã branca companheira a atinge com um poderoso feixe de ondas de rádio a cada dois minutos. Nenhum desses sistemas é tão brilhante ou lento quanto os transientes de rádio de longo período, mas talvez, à medida que encontrarmos mais exemplos, possamos elaborar um modelo físico unificador que explique todos eles.
Por outro lado, pode haver muitos diferente tipos de sistema que pode produzir pulsações de rádio de longo período.
De qualquer forma, aprendemos o poder de esperar o inesperado – e continuaremos a explorar os céus para resolver este mistério cósmico.
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Crédito da imagem: Impressão artística do exótico sistema estelar binário AR Scorpii / Mark Garlick/Universidade de Warwick/ESO, CC POR