Самый длиннопериодный радиотранзиент оказался парой из красного и белого карликов

Астрономы определили, что долгопериодический радиотранзиент GLEAM-X J0704−37, обладающий рекордно большим периодом пульсаций в 2,9 часа, представляет собой двойную систему, содержащий красный и белый карлики. При этом белый карлик обладает мощным магнитным полем, что позволяет генерировать радиоизлучение. Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Обычно радиоастрономы имеют дело с источниками излучения, которые демонстрируют периодичность активности на уровне миллисекунд (пульсары) или дней и месяцев (гамма-всплески или джеты блазаров). Однако в последние годы стали часто попадаться источники радиоизлучения, у которых периодичность импульсов может составлять от нескольких минут до часов. Их выделили в класс долгопериодических радиотранзиентов, а их природа остается предметом споров, в том числе из-за сложности поисков соответствующего источнику радиоизлучения объекта в оптическом или инфракрасном диапазоне. Некоторые из подобных объектов связывают с двойной системой с белым карликом или замагниченной нейтронной звездой.

Группа астрономов во главе с Наташей Херли-Уокер (Natasha Hurley-Walker) из Университета Кертина сообщила о втором случае точного обнаружения оптического аналога долгопериодического радиотранзиента, который также обладает самым длинным известным периодом пульсаций излучения. Речь идет об объекте GLEAM-X J0704−37, который первоначально был обнаружен в данных обзора неба радиотелескопа MWA (Murchison Widefield Array) за 4 февраля 2018 года. Последующий анализ архивных данных MWA выявил радиоимпульсы от источника вплоть до 2013 года. В текущем исследовании ученые анализировали данные наблюдений за источником радиотелескопа MeerKAT, проведенных 4 октября 2023 года, и MWA и MeerKAT, проведенных 5 июня 2024 года, а также оптические данные наблюдений обзора неба DECam и телескопа SOAR, ультрафиолетовые данные наблюдений телескопа Swift и рентгеновские данные наблюдений телескопа XMM-Newton.

Благодаря тому, что GLEAM-X J0704−37 находится относительно высоко над плоскостью Млечного Пути, ученым удалось с большой точностью обнаружить его оптический аналог, которым оказался холодный (эффективная температура около 3400 кельвинов) красный карлик спектрального типа M3V. Радиоизлучение от источника обладает периодичностью в 2,9 часа, демонстрируя заметную линейную (20–50 процентов) и частичную круговую (10–30 процентов) поляризации, которые изменяются на миллисекундных масштабах. Предварительно также наблюдается модуляция радиоизлучения с периодом около шести лет.

Исследователи пришли к выводу, что лучше всего для описания системы подходит не модель пары из красного карлика и нейтронной звезды, а пара из красного и белого карликов. Радиоизлучение в этом случае порождается ускоренным в магнитосфере замагниченного белого карлика звездным ветром от красного карлика. Если это подтвердится в будущем, то GLEAM-X J0704−37 может оказаться этапом эволюции систем типа AR Скорпиона, а период в 2,9 часа может быть орбитальным периодом. Возможно, что GLEAM-X J0704−37 — поляр, подобный J1101+5521, в этом случае масса красного карлика оценивается в 0,32 массы Солнца, а белого карлика — 0,8 массы Солнца.

Еще один известный загадочный сверхдолгопериодический радиоисточник другая группа ученых объяснила магнитаром с несколькими режимами излучения.