Tajanstveni objekt pulsirao svakih 62 minute, pa iščezao s neba

U septembru 2002. godine iz središta Mliječnog puta izronila je zagonetka. Prije dvije decenije astronom Scott Hyman sa koledža Sweet Briar zabilježio je neobičan signal — pet snažnih radio bljeskova koji su se javljali tačno svakih 77 minuta, a zatim su utihnuli. Nakon godina uzaludnog traženja sličnog objekta, okrenuo se drugim istraživanjima.

Dvadeset godina kasnije, 2022. godine, dok je u arhivskim snimcima teleskopa MeerKAT tražio milisekundne pulsare koji bi mogli objasniti višak gama-zraka iz centra naše galaksije, naišao je na nešto neočekivano. Jedan objekat pokazivao je svojstva nalik pulsaru, ali su se "pulsevi" javljali u razmacima od više minuta, naizgled pravilno. Hymanov tim pretražio je druge arhive i otkrio da je teleskop ASKAP istog dana posmatrao isto područje neba. Desetosatno posmatranje potvrdilo je period od 62 minute — naišli su na novi dugoperiodni tranzijent, označen kao LPT J1555-5631.

Nova klasa tajanstvenih izvora

Dugoperiodni tranzijenti (LPT) tek su nedavno prepoznata klasa radio izvora — neidentifikovani objekti koji emituju duge, sjajne pulseve radio talasa s pravilnim, dugim pauzama. Kategoriju je utemeljilo otkriće objekta GLEAM-X J1627-5235, posmatranog 2018. i prvi put opisanog 2022. godine. Otada je u pregledima radio neba širom Mliječnog puta otkriveno oko dvanaest takvih "pulsatora", a među njima, retroaktivno, i Hymanova prva čudna opservacija GCRT J1745-3009.

"Veoma je prijatno čitati o svakom novom otkriću LPT-a nakon toliko godina bezuspješnog praćenja objekata sličnih GCRT-u", izjavio je Hyman za ScienceAlert.

Tri kandidata, mnogo pitanja

Identitet ovih emitera teško je odrediti. Poznate vrste "mrtvih" zvijezda koje pulsiraju — pulsari, magnetari i bijeli patuljci — ne objašnjavaju u potpunosti ponašanje dugoperiodnih tranzijenata. Pulsari i magnetari su neutronske zvijezde čija je radio emisija pokretana različitim mehanizmima: pulsari su brzorotirajuće neutronske zvijezde koje, poput kosmičkih svjetionika, šire zrake radio emisije kroz svemir u kratkim intervalima koji odgovaraju njihovoj rotaciji, dok su magnetari njihovi magnetno intenzivniji rođaci sposobni da stvaraju snažne bljeskove zračenja dok se njihova magnetna polja uvijaju i preuređuju. Ali LPT-i pulsiraju izuzetno sporo po mjerilima neutronskih zvijezda, ponekad satima između dva bljeska, pri čemu konvencionalni pulsari jedva mogu stvarati radio emisiju. Bijeli patuljci, s druge strane, mogu rotirati znatno sporije, a interakcija sa pratiocem u dvojnom sistemu može stvarati snažne signale — neki su LPT-i već povezani s takvim sistemima. Različiti obrasci pulsa, polarizacija i periode upućuju na mogućnost da je odgovorno više fizičkih mehanizama, a možda i više vrsta objekata.

Novi objekat donio je i posebno iznenađenje: umjesto jednog, LPT J1555-5631 u svakom ciklusu od 62,2 minute proizvodi dva različita pulsa — jedan duži, jedan kraći — sa suprotnom kružnom polarizacijom. To je istraživačima dalo važnu naznaku da emisija dolazi iz područja u blizini oba magnetna pola i da su rotaciona i magnetna osa objekta gotovo okomite jedna na drugu.

Pulsevi, međutim, nisu sasvim ravnomjerno razmaknuti: umjesto 180 stepeni, koliko bi se očekivalo kod jednostavnog dipolnog magnetnog polja, razdvojeni su sa 165,4 stepeni. "Razmak od 180 stepeni lakše bi se objasnio emisijom iz standardnog dipolnog magnetosferskog okruženja", objasnio je Hyman. "Uočeno odstupanje važna je naznaka koja upućuje na složeniju strukturu magnetnog polja."

Preostaje i druga velika zagonetka: zašto LPT-i eruptiraju takvom satnom pravilnošću, a zatim utihnu — i mogu li se neki od njih kasnije ponovo aktivirati. LPT J1555-5631, kao i većina poznatih LPT-a, dosad nije ponovo detektovan. S druge strane, GCRT J1745-3009 pokazao je ponovnu aktivnost — kao i dva druga objekta. Hyman je rekao da dramatične promjene u aktivnosti vjerovatno imaju veze s magnetosferom objekta, područjem oko njega kojim dominira njegovo magnetno polje, ali je za uočavanje obrazaca u podacima možda potrebna veća kolekcija ovih objekata.

Hyman se pita jesu li svi dugoperiodni tranzijenti ista vrsta objekta. "Predstavljaju li novu podkategoriju bijelih patuljaka ili neutronskih zvijezda? Ili potpuno nepoznatu vrstu objekta?", rekao je.

"Nakon što se otkrije još mnogo LPT-a, nadamo se da ćemo među njima otkriti više trendova koji će nam omogućiti ciljane pretrage sumnjivih LPT-a", rekao je Hyman. "To bi bilo uzbudljivo, iako su i daljnja otkrića jednako uzbudljiva."