Radioteleskopy zachytily objekt, který jako kosmické hodiny tikaly každých 36 minut, načež bez jakéhokoli varování zmizel. Vědci se potýkají s jednou z nejzáhadnějších anomálií posledních let.
ASKAP J1424, zaregistrovaný australským radioteleskopem, se choval jako dokonale přesný maják na obloze, a pak najednou úplně přestal vysílat. Jde o jeden z nejzáhadnějších rádiových signálů posledních let a vážnou výzvu pro současné modely toho, co dokážou mrtvé hvězdy.
Objekty s pravidelným rádiovým pulzem nejsou v astronomii ničím novým. Pulsary, neboli rychle rotující neutronové hvězdy, vysílají přesné signály každou sekundu či dokonce každou milisekundu. ASKAP J1424 však pracuje ve zcela jiném časovém měřítku – jeho cyklus trvá přes půl hodiny. Podle vědců to naznačuje, že se můžeme potýkat buď s extrémně neobvyklou neutronovou hvězdou, nebo s úplně jiným typem kompaktního objektu.
Základní charakteristika ASKAP J1424 staví astronomy před řadu otázek. Zdroj vysílal radiový signál každých 2147 sekund, tedy zhruba každých 36 minut, s téměř dokonalou přesností po dobu přibližně osmi dnů. Poté emise náhle a úplně ustala. Nebylo žádné postupné zeslabování ani „doznívání“ – po sérii pravidelných pulsů jako z hodinového stroje prostě zdroj utichl. Teleskopy monitorující tento úsek oblohy už v tomto místě nevidí nic – ani v rádiovém pásmu, ani ve viditelném světle či infračerveném záření.
Nová třída jevů mění pohled na rádiové nebe
V posledních letech astronomové stále častěji registrují objekty, které blikají v rádiovém pásmu, ale ve zcela jiných časových škálách než klasické pulsary. Tak vznikl pojem „dlouhoperiodické rádiové transienty“ – zdroje, které se zapínají a vypínají v intervalech měřených minutami nebo hodinami.
Klasické pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy. Jejich rotační periody se pohybují od zlomků sekundy do několika sekund. ASKAP J1424 se svým 36minutovým cyklem do tohoto obrazu nezapadá. Výzkumníci z australského projektu EMU upozorňují, že tento objekt představuje více než tisíckrát delší periodu než typický milisekundový pulsar.
Základní parametry ASKAP J1424 ukazují na něco výjimečného:
- perioda emise přibližně 36 minut, tedy přes tisíckrát delší než u typického milisekundového pulsaru
- doba aktivity kolem osmi dnů nepřerušených, stabilních pulsů
- žádný viditelný protějšek v jiných spektrálních oblastech jako optika nebo infračervené záření
- plně polarizovaný signál naznačující extrémně silné magnetické pole
- náhlé vypnutí bez jakéhokoli pozvolného útlumu
- žádná periodická změna, která by naznačovala binární systém
To všechno naznačuje, že máme co do činění buď s extrémně netypickou neutronovou hvězdou, nebo s úplně jiným typem kompaktního objektu. Podle vědců z týmu ASKAP může jít dokonce o dosud neidentifikovanou kategorii astronomických zdrojů.
Co může vytvářet tak pomalý a přesný rytmus
Badatelé váhají mezi dvěma hlavními scénáři. První možností je neutronová hvězda s velmi silným magnetickým polem, která se otáčí podstatně pomaleji než běžné pulsary. Druhá hypotéza hovoří o bílém trpaslíkovi s neobvykle silným magnetickým polem, který se chová jako obrovský rádiový elektromagnet.
Oba modely částečně vysvětlují dlouhou periodu i energetickou rádiovou emisi, ale každý z nich má vážné mezery, když přijde na vysvětlení náhlého vypnutí signálu. Doktor Manisha Caleb z University of Sydney vedoucí výzkumného týmu přiznává, že současné teoretické modely neumí tento jev zcela uspokojivě vysvětlit.
Nejzajímavější hypotéza přichází s představou těsného dvojhvězdného systému, ve kterém obíhají kolem sebe dva bílí trpaslíci. Každý z nich je vyhořelé jádro někdejší hvězdy podobné Slunci, stlačené do velikosti Země. Ve scénáři se dvěma bílými trpaslíky se magnetická pole obou složek neustále prolínají. Když systém dosáhne určité orbitální konfigurace, siločáry pole se uzavřou zvláštním způsobem a objeví se intenzivní rádiová emise.
Plně polarizovaný signál odhaluje extrémní podmínky
Klíč k pochopení záhady leží v samotné povaze rádiové vlny. ASKAP J1424 vysílá plně polarizovaný signál – to znamená, že kmity elektromagnetického pole jsou velmi silně uspořádané. Plná polarizace emise ukazuje na velmi uspořádané, silné magnetické pole a přítomnost plazmy v podmínkách, které se zřídka vyskytují mimo oblast působení extrémních objektů, jako jsou neutronové hvězdy nebo těsné dvojhvězdné systémy.
Během pozorování je vidět přechod mezi eliptickou a lineární polarizací. Taková změna naznačuje, že signál vzniká v oblasti, kde mají siločáry magnetického pole složitou strukturu, a rádiová vlna překonává prostředí s proměnlivými vlastnostmi. Výzkumníci z observatoře Gemini, kteří se snažili najít optický protějšek objektu, zatím neuspěli.
Pro astronomy je obzvlášť frustrující absence „druhého oka“ na tento objekt. Optické a infračervené teleskopy, včetně observatoře Gemini, neukazují žádného zjevného kandidáta na místě, odkud signál přišel. Pokud by ASKAP J1424 byl obyčejnou hvězdou nebo jasným bílým trpaslíkem, měla by být viditelná alespoň slabá stopa. Ticho v jiných spektrálních oblastech naznačuje, že mluvíme o velmi kompaktním, málo jasném systému, ve kterém většina energie uniká právě v rádiovém pásmu.
Role teleskopu ASKAP v odhalování pomíjivých jevů
ASKAP je soustava několika desítek antén v Austrálii, navržených tak, aby pokrývaly široká pole oblohy a pravidelně se k nim vracely. Místo toho, aby teleskop pozoroval hluboko do jednoho bodu, pracuje jako rychlý skener, ideální pro zachycení objektů objevujících se jen na chvíli.
Projekt EMU, v rámci kterého byl objeven ASKAP J1424, se zaměřuje právě na takové efemerní zdroje. Z perspektivy astronomů je to trochu jako monitorování silničního provozu – většina objektů jsou klidná „stálá světla“, ale občas se objeví náhlé záblesky, kosmické ekvivalenty výstražných světel nebo projíždějících sanitek. Bez širokého zorného pole a vysoké frekvence průzkumu, kterou poskytuje ASKAP, by ASKAP J1424 pravděpodobně unikl pozornosti.
Je to typ objektu, který musíte zachytit během krátkého „okna“ aktivity. Profesor Tara Murphy z University of Sydney vysvětluje, že tradiční astronomické kampaně zaměřené na dlouhé expozice jedné oblasti takové objekty snadno přehlédnou. Dynamické nebe v rádiovém pásmu odhaluje populaci zdrojů, které „mrkat“ ve škálách dnů, hodin či minut.
Proč tento signál změní způsob pohledu na vesmír
Po desetiletí se rádiová astronomie zaměřovala hlavně na stabilní zdroje – galaxie, pozůstatky po supernovách, kvazary. Teprve poslední roky s novou generací přístrojů ukazují, jak dynamické je nebe v rádiovém pásmu. Signály jako ASKAP J1424 naznačují, že existuje celá populace objektů, které „blikají“ ve škálách dnů, hodin nebo minut. Objevují se, vyšlou sérii pulsů a pak zmlknou na neznámou dobu.
Vědci zvažují dvě hlavní možnosti, proč signál náhle ustal. ASKAP J1424 může procházet fázemi aktivity a klidu, závislými na podmínkách v jeho magnetickém okolí nebo na změnách rotace. Druhou možností je, že signál byl vyvolán jednorázovým přísunem hmoty – například zachycením plynu z průvodní hvězdy – a když „palivo“ došlo, emise ustala. Obě verze mají své přednosti, ale žádná neodpovídá na všechny otázky.
Co dál s tímto objektem a podobnými signály
Nejbližší roky budou závodem o trpělivost a techniku. Astronomové plánují pravidelné průzkumy stejné oblasti radioteleskopy, paralelní pozorování v jiných spektrálních oblastech, aby zachytili byť jen slabou optickou stopu, a hledání podobných jevů v archivních datech z teleskopu ASKAP i jiných přístrojů.
Pokud se ASKAP J1424 znovu aktivuje, série dalších pulsů umožní ověřit, zda se jeho rytmus změnil. Dokonce i nepatrné změny periody nebo tvaru pulsu mohou prozradit, zda za to odpovídá rotace jednotlivého objektu, nebo orbitální tanec dvou hvězd. Tyto zdánlivě exotické signály mají širší význam. Každý nový typ kompaktního objektu mění chápání toho, jak končí život hvězd a jak ovlivňují okolí.
Úplné pochopení takových zdrojů může zlepšit modely gravitačních vln, supernov typu Ia nebo rozložení těžkých prvků v naší galaxii. ASKAP J1424 připomíná, že i v éře výkonných teleskopů se stále nacházejí jevy, které nezapadají do hotových schémat. Právě takové „nepohodlné“ signály často vedou k přehodnocení starých teorií a ke stavbě nových přístrojů schopných sledovat nebe ne jako nehybný obraz, ale jako pohyblivou krajinu plnou nečekaných záblesků.
