אסטרונומים הצליחו לקשר מקור רדיואי המהבהב בכל 7.9 דקות למערכת הכוללת כוכב לבן וכוכב דמוי השמש. הממצא, שפורסם ב-12 בנובמבר, מייצג את ההוכחה הברורה ביותר עד כה לכך שכוכב לבן במערכת בינארית יכול להיות קשור לגוף רדיואי אורך טווח ומפתיע. המרכז הבין-לאומי לחקר רדיו אסטרונומיה והאוניברסיטה קורטין מתארים את ההישג כחשוב ומהפכני בתחום.
מה זה בדיוק פורטל ארוך טווח
פורטלים ארוכי טווח הם מקורות נדירים של גלי רדיו שמייצרים פעימות או "בוקטות" בפסקאות של דקות עד שעות — הרבה יותר איטיות מקצב הפעימות של פולרז רדיו רגילים, הפולסרים. הרדיווזיאולוגים עדיין מנסים להבין מה ההסבר הפיזיקלי שמפעיל אותם. במערכת החדשה, הרחיבו את טווח היכולות של זוגות שביטים שיכולים להיות קשורים לסימנים אלו.
המאמר שפורסם ב"נייצ'ר אסטרונומיה" מזהה את המקור כ-GPM J071507−114153 ומדווח על מחזור של 7.9 דקות. הכותבים טוענים שהקרינה הרדיואית תלויה באינטראקציה בין הכוכב הלבן לשותפו, שככל הנראה דומה לשמש. זה לא אומר שכל ה"גופים הרדיואיים האנמיים" הם באותו המנגנון; הקבוצה הזו עשויה לכלול סוגים שונים של מערכות.
המנגנון עדיין לא מותקן סופית
ההobservations מראות שהכוכב הלבן נע במסלול ומקשר את הפעימות למערכת שלמה. עדיין לא קיים הסבר מלא לכל התהליך הפיזיקלי שמייצר את הקרינה הרדיואית. סביר להניח שהקרינה נוצרת קרוב לכוכב הלבן או על פניו, והתנגשויות עם השותף נראות חיוניות. נדרשות תצפיות נוספות כדי לבדוק את הפרטים.
החוקרים טוענים שהגילוי חשוב כי כל מערכת מאופיינת היטב נותנת הזדמנות חדשה להשוואות בין תיאוריות לתצפיות. אם מקורות רדיואיים ארוכי טווח יכולים להיווצר במערכות בינאריות מסוגים שונים, ייתכן שיש צורך לשנות את ההבנה שלנו כיצד קבוצות אלו מוגדרות. הממצא משמש כרמז, אך לא כפתרון סופי של כל הקבוצה.
המחקר גם מדגים עד כמה החשיבות של מדידת הזמן, או "תזמון". הגעה של אות חוזר יכולה להשתנות מעט כשהמקור נע, ומאפשרת לאסטרונומים להסיק על תנועתו אפילו כשהכוכבים כל כך מרוחקים שקשה להבחין בהם בתמונות רגילות. מדידות אלה סייעו בהבנת תפקיד הכוכב הלבן במערכת זו.
איך התזמון של המסלול עוזר לזהות את המקור
המקור הרדיואי כל כך רחוק שקשה להפריד את שני הכוכבים בתמונה כללית. במקום זאת, משתמשים בזמן ההגעה של הפעימות וכיצד הן מוסטות כשהמקור נע. אם הגוף המקרין נע סביב שותפו, המסלול של הקרינה משתנה קלות, וניתנות למדידה הבדלים בזמני ההגעה. תזמון זה מספק ראיות על מבנה המערכת.
ההישג עשוי לסייע להסביר מקורות אחרים של תופעות ארוכות טווח, אך צפויים מחקרים נוספים כדי לקבוע האם לקבוצה זו יש מקור פיזיקלי משותף. מקורות מוכרים אחרים זוהו במערכות בינאריות מסוגים שונים, והגילוי הזה מרחיב את טווח האפשרויות. המשך תצפיות בקרינה רדיו ובעוד אורך גל יכולים לבדוק האם הכוכב הלבן מסתובב במהירות הפולס, אם שדה המגנט שלו מעורב, ואיך משתנה ההקרנה עם הזמן.
מדוע קוראים לזה תופעה ארוכת טווח
רוב הפולזרים המוכרים משדרים קרינה בתדירות של מאות עד אלפי פעימות בשנייה. לעומת זאת, תופעות ארוכות טווח נבדלות בכך שהן משדרות שברים רדיואיים מונוטוניים בעיכובים של דקות עד שעות, ולעיתים מוצגות רק בחלק קטן של המחזור שלהן. אותות איטיים וקבועים כאלה הובילו להצעות שונות להסבר הפיזיקלי, ביניהן כוכבים שמסתובבים לאט ומגנטיים מאוד, או אינטראקציות במערכות בינאריות.
המקור החדש, GPM J071507−114153, משדר כל 7.9 דקות וקשור לכוכב לבן עם שותף דמוי שמש מסוג G. המאמר מציין את הזמני והמאפיינים של המערכת והחוקר מסביר שהשימוש במדידת הזמן של אותות חוזרים יכול לסייע להבחנה בין ההשערות השונות.
כוכב לבן הוא שארית מצומקת של כוכב שמיצה את הדלק הגנרי שלו, שגודלו קטן יחסית — בערך בגודל כדור הארץ — אבל עם מסה דומה לזו של השמש. השותף בתוכו הוא כוכב גדול יותר, בסגנון של השמש. תנועות קטנות בזמן הפגיעות באותות עזרו להבין שהכוכב הלבן נע במסלול הפנימי והשיג את האישור שזו אכן מערכת בינארית.
האינטראקציה עם שותפו נראית חשובה במיוחד. החוקרים מסיקים שהקרינה הרדיואית במערכת זו תלויה באינטראקציה בין הכוכב הלבן לשותפו, ומרחיבה את המערכות שיכולות להיות קשורות לתופעות של תדרים ארוכים. זה לא מחייב שכל מוקדי ההקרנה משתייכים לאותו המנגנון; ייתכן שיש יותר מסוג של מערכת מאחורי התופעה.
מה שנשאר עדיין כתעלומה
ההobservations מבהירות באופן ברור יותר את הזוגות הכוכביים המארחים את התופעות, אך הן לא מספקות הסבר שלם לאיך בדיוק נוצרות הקרינות הרדיואיות. התפקיד המדויק של השדה המגנטי של הכוכב הלבן, תנועותיו, והחומר או הרוחות שנפלטים ממנו או משותפו דורש חקירה נוספת. החוקרים ימשיכו לבצע תצפיות מרובות באורכי גל שונים כדי לבדוק אם ההקרנה משתנה עם תנועת המסלול או הפעילות הכוכבית.
הממצא חשוב כי כל מקור שמוגדר היטב נותן בדיקה תיאורטית, ומאפשר לחוקרים לחפש סימני קשר דומים במקורות ארוכי טווח אחרים. אם אכן אינטראקציות עם שותף מעורבות בתהליך, זה יכול לשנות את ההבנה שלנו על המנגנון. אם לא, ייתכן שיש צורך לחלק את הקבוצה למספר סוגים פיזיקאליים. אפשרות נוספת היא שעל כל פנים, תצטרכו עוד דוגמאות כדי לקבוע תיאוריה אחידה.
הפולס בעין של שמונה דקות לא קשור בהכרח לזמן שבו הכוכבים משולבים במערכת. המחקר מבהיר שהמחזור הרדיואי המוכר מתוך הפרסום שונה והוגדר בנפרד מתנועת המערכת עצמה, שמתרחשת בזמן ארוך בהרבה. תהליך הפולס יכול לשקף סיבוב או תהליך אחר קרוב לכוכב הלבן, אך הפירוש המדויק עדיין נחקר.
היום, ניתן לומר בוודאות שהמקור הרדיואי הלא שגרתי הזה הוא תוצר של זוג כוכבים נדיר — כוכב לבן ושמש דומה. האות מסייע לאסטרונומים לחקור את האינטראקציות בין כוכבים צפופים ומקומיים, תוך שישאיר את השאלה המרכזית על המניע המדויק של הפולסים פתוחה.
רמז חדש במקום תיאוריה סופית
הסקירה שהחוקרים מסיקים כי המעורבות של שותף נעה חשובה מסייעת לצמצם את ההמצאות האפשריות, אך היא לא מספקת את כל התשובות. היא מגבילה את מגוון האפשרויות לתיאור המנגנון, אך לא משכיחה שפעמים ייתכן שמקור ההקרנה שונה או שמנגנונים פיזיקאליים נוספים מעורבים.
תצפיות לאורך זמן אינן חסרות חשיבות; הן יכולות לגלות שינויים בקרינה שתלויים בפעילות של השותף, או בתנועת הסיבוב של הכוכב הלבן. אם יימצאו מקרים דומים, המדענים יוכלו להשוות בין רווחי הפולסים והתדרים שלהם. אם מקרים כאלה יהיו נדירים, ייתכן שתהיה קבוצה שונה של סוגים של אובייקטים תחת אותו שם, ועדיין לא תמצאו תיאוריה אחידה.
המערכת גם משמשת תזכורת לכך שתחום רדיו אסטרונומיה מגלה תכונות שלפני כן היו קשות לזיהוי באמצעות אור נראה בלבד. אות חוזר נותן תזמון מדויק, ושינויים בזמן ההגעה שלו חושפים תנועות אטומיות של המערכת. המשך תצפיות יכולות למצוא תוואים אופטיים מזויפים, לקבוע את תכונות השותף ואת הקשר בין הפולס לסיבוב של הכוכב הלבן.
שאלות מפתח שנענות
כמה זמן חוזרת הפעימות?
ככלל, בערך כל 7.9 דקות.
האם המדע יודע איך זה בדיוק נוצר?
עדיין לא. התצפיות מקשרות את התופעה למערכת בינארית של כוכב לבן, אך המנגנון המדויק של ההקרנה נשאר בחקירה.
המקור הרדיואי הוא פולרז נויטרונים?
המחקר מצביע על כך שמקור התשדורת הוא כוכב לבן במערכת בינארית. התהליך המדויק שמייצר את הפולסים נשאר לא ידוע.
