自 2022 年被发现以来，来自太空的缓慢重复的强烈无线电波一直让天文学家感到困惑。
在新的研究中，我和我的同事首次追踪到其中一个脉动信号的来源：一种常见的轻质恒星，称为红矮星，可能与另一颗恒星的核心白矮星处于双星轨道。很久以前就爆炸了。
一个缓慢脉动的谜团
2022年，我们的团队有了惊人的发现。从太空发出的周期性无线电脉动每 18 分钟重复一次。脉冲的光芒压倒了附近的一切， 明亮地闪烁了三个月，然后消失了。
我们知道一些重复的无线电信号来自一种称为射电脉冲星的中子星，它快速旋转（通常每秒一次或更快），像灯塔一样发射无线电波。问题是，我们目前的理论认为，每 18 分钟仅旋转一次的脉冲星不应该产生无线电波。
因此，我们认为 2022 年的发现可能会指向新的、令人兴奋的物理学，或者有助于准确解释脉冲星如何发射辐射，尽管经过 50 年的研究，人们仍然对脉冲星如何发射辐射知之甚少。
从那时起， 人们又发现了更慢闪烁的无线电源。现在大约有 10 种已知的“长周期无线电瞬变”。
然而，仅仅发现更多还不足以解开这个谜团。
探索银河系外围
到目前为止，这些来源中的每一个都已在银河系中心深处被发现。
这使得很难弄清楚哪种恒星或物体产生无线电波，因为在一个小区域内有数千颗恒星。它们中的任何一个都可能对信号负责，也可能都不对信号负责。
因此，我们发起了一项利用西澳大利亚默奇森宽场阵列射电望远镜扫描天空的活动，该望远镜每分钟可以观测1000平方度的天空。科廷大学的本科生 Csanád Horváth 处理了覆盖半个天空的数据，在银河系人口稀少的区域寻找这些难以捉摸的信号。
默奇森宽场阵列的一个组成部分，默奇森宽场阵列是西澳大利亚的射电望远镜，用于以低射电频率观察天空。图片来源： ICRAR / 科廷大学
果然，我们找到了新的来源！它被称为 GLEAM-X J0704-37，它会产生一分钟长的无线电波脉冲，就像其他长周期无线电瞬变一样。然而，这些脉冲每 2.9 小时仅重复一次，使其成为迄今为止发现的最慢的长周期无线电瞬变。
无线电波从哪里来？
我们使用南半球最灵敏的射电望远镜南非MeerKAT望远镜进行了后续观测。它们精确地确定了无线电波的位置：它们来自一颗红矮星。这些恒星非常常见，占银河系恒星的 70%，但它们非常微弱，肉眼看不见一颗。
无线电波的来源，如 MWA 的低分辨率（洋红色圆圈）和 MeerKAT 的高分辨率（青色圆圈）所示。白色圆圈都是我们银河系中的恒星。图片来源：Hurley-Walker 等人。 2024 / 天体物理学期刊通讯
结合 Murchison 宽场阵列的历史观测结果和新的 MeerKAT 监测数据，我们发现脉冲以重复模式提前到达和延迟到达。这可能表明射电发射器不是红矮星本身，而是与它处于双星轨道上的一个看不见的物体。
根据之前对恒星演化的研究，我们认为这个看不见的射电发射器最有可能是一颗白矮星，它是像我们太阳这样的中小型恒星的最终终点。如果它是一颗中子星或黑洞，那么产生它的爆炸就会如此之大，以至于应该扰乱轨道。
探戈需要两个人
那么，红矮星和白矮星如何产生无线电信号呢？
红矮星可能会产生带电粒子星风，就像我们的太阳一样。当风撞击白矮星的磁场时，它会加速，产生无线电波。
这可能类似于太阳的恒星风与地球磁场相互作用产生美丽的极光和低频无线电波的方式。
我们已经知道一些这样的系统，例如AR Scorpii ，其中红矮星亮度的变化意味着伴星白矮星每两分钟就会用强大的无线电波束撞击它。这些系统都不像长周期无线电瞬变那样明亮或缓慢，但也许随着我们找到更多的例子，我们将制定出一个统一的物理模型来解释所有这些系统。
另一方面，可能有许多不同类型的系统可以产生长周期无线电脉动。
不管怎样，我们已经学会了期待意外的力量——我们将继续扫描天空来解开这个宇宙之谜。
本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。
图片来源：艺术家对奇异双星系统 AR Scorpii 的想象图 / Mark Garlick/华威大学/ESO , CC BY