Záhadné rádiové záblesky z vesmíru: Dvojhvězdy je vysílají jako Jupiter a Io

Vědci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) pomohli rozluštit záhadu, proč určité dvojice hvězd pulzují pravidelnými, dlouhodobými záblesky rádiových vln.

Vědci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) pomohli rozluštit záhadu, proč určité dvojice hvězd pulzují pravidelnými, dlouhodobými záblesky rádiových vln. Pozorovaná třída objektů se vždy skládá z kompaktní mrtvé hvězdy, bílého trpaslíka, uzamčeného na oběžné dráze s červeným trpaslíkem typu M, což je hvězda menší než naše Slunce.

V posledních letech astronomy mátlo, že hrstka těchto hvězdných párů pulzuje rádiovými vlnami každých několik minut po dobu hodin. Tyto minutové mezery mezi záblesky jsou mnohem delší než rychlé rádiové pulzy vycházející z rotujících mrtvých hvězd, takzvaných pulsarů, které se opakují během pouhých sekund. Vědci tušili, že dlouhodobé rádiové záblesky jsou nějakým způsobem spojeny se synchronizovaným pohybem binárních hvězd bílého a červeného trpaslíka, ale otázky ohledně fungování procesu zůstávaly. Nyní, s využitím superpočítačových simulací, výzkumníci z Caltechu představili jasný obraz toho, jak interagující binární systémy bílého a červeného trpaslíka pohánějí paprsky intenzivního rádiového světla, které se šíří do vesmíru.

Yici Zhong, hlavní autor studie publikované v The Astrophysical Journal Letters, vysvětluje: „Binární systémy bílých trpaslíků mohou fungovat jako zvětšené planetární rádiové motory – orbitální pohyb silným magnetickým polem může pohánět jasné koherentní rádiové záblesky.“ Tým pod vedením Eliase Mosta, asistenta profesora teoretické astrofyziky na Caltechu, podrobně popsal, jak známý mechanismus zvaný nestabilita elektronového cyklotronového maseru (ECMI) způsobuje rádiové záblesky. ECMI se vyskytuje v celém vesmíru, kolem hvězd a planet, a dokonce i v pozemských aurorách. Zahrnuje elektrony spirálovitě se pohybující magnetickými poli tak, že produkují rádiové emise.

ECMI je nejznámější díky intenzivním rádiovým zábleskům pozorovaným mezi Jupiterem a jeho měsícem Io již od roku 1955. Již v roce 1969 Peter Goldreich z Caltechu a zesnulý Donald Lynden-Bell z University of Cambridge vyřešili část hádanky Jupiter-Io, když navrhli, že mezi oběma tělesy vzniká silný proud, když Io prochází Jupiterovým magnetickým polem. Jejich předpověď o milionampérovém trubicovitém toku elektrického proudu mezi Io a Jupiterovou magnetosférou byla později potvrzena přímým satelitním snímkováním. Další výzkumníci později ukázali, jak tyto elektrické proudy pohánějí rádiové vlny.

Nová studie Zhonga a Mosta ukazuje, jak stejný mechanismus pohání rádiové záblesky v obíhajících párech bílých a červených trpaslíků. V těchto systémech mají bílý a červený trpaslík zhruba stejnou hmotnost, ale bílý trpaslík – vyhořelý zbytek po umírající hvězdě, která byla kdysi jako naše Slunce – je menší než červený trpaslík. Hrstka těchto systémů je známa tím, že produkuje dlouhodobé rádiové záblesky; jeden z nich, nazvaný GLEAM-X J0704-37, byl potvrzen jako poháněný právě takovým systémem. Jak se hvězdné duo obíhá jednou za dvě hodiny, generuje se silný proud, který pohání ECMI, stejně jako u Jupiteru a Io. Elektrony v proudu se stávají nestabilními vzhledem k ECMI a vzniká „laser“ rádiových paprsků, označovaný také jako maser.