Обнаружена самая холодная звезда, излучающая радиоволны

Результаты, опубликованные сегодня в Astrophysical Journal Letters, подробно описывают обнаружение импульсного радиоизлучения звезды, названной WISE J0623.

Несмотря на то, что этот карлик примерно такого же размера, как Юпитер, его магнитное поле намного мощнее, чем у Солнца. Он пополняет ряды небольшой горстки известных ультракрутых карликов, которые генерируют повторяющиеся радиовсплески.

В галактике Млечный Путь насчитывается более 100 миллиардов звезд, но астрономы обнаружили радиоволны менее чем от 1000 из них. Одна из причин заключается в том, что радиоволны и оптический свет генерируются разными физическими процессами.

В отличие от теплового излучения, исходящего от горячего внешнего слоя звезды, радиоизлучение является результатом того, что электроны ускоряются и взаимодействуют с намагниченным газом вокруг звезды.

Из-за этого появляется возможность использовать радиоизлучение, чтобы узнать об атмосферах и магнитных полях звезд, что в конечном итоге может рассказать больше о потенциале выживания жизни на любых планетах, которые вращаются вокруг них.

Еще одним фактором является чувствительность радиотелескопов, которые исторически могли обнаруживать только очень яркие источники.

Большинство обнаружений звезд с помощью радиотелескопов за последние несколько десятилетий были вспышками от высокоактивных звезд или всплесками энергии от взаимодействия двойных звездных систем. Но с улучшенной чувствительностью и охватом новых радиотелескопов получается обнаруживать менее яркие звезды, такие как холодные коричневые карлики.

Температура WISE J0623 около 700 Кельвинов. Это эквивалентно 420 градусам Цельсия или примерно той же температуре, что и в печи для пиццы — довольно жарко по человеческим меркам, но очень холодно для звезды.

Холодные коричневые карлики не могут поддерживать уровень атмосферной активности, который генерирует радиоизлучение более горячих звезд, что затрудняет для радиоастрономов поиск таких звезд, как WISE J0623.

Именно здесь появляется новый австралийский радиотелескоп SKA Pathfinder. Он расположен в Inyarrimanha Ilgari Bundara, радиоастрономической обсерватории CSIRO Murchison в Западной Австралии, и имеет массив из 36 антенн, каждая из которых диаметром 12 метров.

Телескоп может наблюдать большие участки неба за один раз и уже обследовал почти 90% его. В этом обзоре ученые идентифицировали около трех миллионов радиоисточников, большинство из которых являются активными галактическими ядрами — черными дырами в центрах далеких галактик.

Как же определить, какие из миллионов источников являются радиозвездами? Один из способов — искать «радиоизлучение с круговой поляризацией».

Радиоволны, как и другие электромагнитные излучения, колеблются при движении в пространстве. Круговая поляризация возникает, когда электрическое поле волны вращается по спирали или штопору при распространении.

Для поиска ученые использовали тот факт, что единственными известными астрономическими объектами, испускающими значительную часть света с круговой поляризацией, являются звезды и пульсары (вращающиеся нейтронные звезды).

Выбрав из более раннего обзора неба только радиоисточники с высокой круговой поляризацией, был найден WISE J0623. Было ли радиоизлучение этой звезды каким-то редким разовым событием, произошедшим за время 15-минутного наблюдения? Или его можно обнаружить снова?

Предыдущие исследования показали, что радиоизлучение, обнаруженное другими холодными коричневыми карликами, было связано с их магнитными полями и обычно повторялось с той же скоростью, что и звезда.

Для выяснения ученые провели последующие наблюдения с компактным массивом австралийских телескопов CSIRO и с телескопом MeerKAT, которым управляет Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория.

Новые наблюдения показали, что каждые 1,9 часа происходили две яркие вспышки с круговой поляризацией от WISE J0623, за которыми следовала получасовая задержка перед следующей парой вспышек.

WISE J0623 — самый холодный коричневый карлик, обнаруженный с помощью радиоволн, и первый случай постоянных радиопульсаций. Используя тот же метод поиска, ожидается, что в будущих исследованиях будут обнаружены еще более холодные коричневые карлики.

Изучение карликовых звезд с недостающим звеном поможет улучшить понимание звездной эволюции и того, как гигантские экзопланеты развивают магнитные поля.