У вересні 2002 року з серця Чумацького Шляху з'явилася загадка.

Щось випромінювало п'ять спалахів потужних радіохвиль, точно через 77 хвилин один від одного. Потім воно замовкло.

Астроном Скотт Хайман з коледжу Світа Бріара не знав, що з цим робити. Він витратив роки на пошуки ще одного сигналу, але без успіху, зрештою переключився на іншу роботу.

Двадцять років потому, під час пошуку чогось іншого, це сталося знову. У даних, кожні 62,2 хвилини – ще один потужний спалах радіохвиль з загадкового джерела.

Але і цей сигнал також замовк.

Проте нове відкриття пропонує інтригуючі підказки про те, що може викликати ці дивні сигнали, відомі як довгоперіодичні транзієнти (LPT) – і чи всі вони походять з одного й того ж об'єкта.

"Чи всі LPT – це один тип об'єкта?" – запитав Хайман. "Чи представляють вони нову підкатегорію білих карликів або нейтронних зір? Цілком новий тип об'єкта?"

Довгоперіодичний транзієнт – це нова визнана категорія радіоджерел, яка стала очевидною лише в останні кілька років – невідомі об'єкти, які випромінюють довгі, яскраві сплески радіохвиль з регулярними, тривалими паузами між кожним випромінюванням.

Відкриття, яке встановило цю категорію, було GLEAM-X J1627-5235 – спостережуване в 2018 році, вперше повідомлене в 2022 році.

З тих пір близько десятка загадкових пульсаторів з'явилися в оглядах радіо неба, по всьому Чумацькому Шляху, включаючи – ретроспективно – перше дивне спостереження Хаймана, GCRT J1745-3009.

"Дуже приємно читати про кожне нове виявлення LPT після стількох років безрезультатного моніторингу подібних об'єктів до GCRT," – сказав Хайман.

Але виявити ідентичність цих дивних випромінювачів виявилося складніше, ніж можна було б подумати.

Існує кілька відомих типів мертвих зір, які пульсують періодично, але жоден не може пояснити весь спектр поведінки, що демонструється LPT.

Є три основні претенденти: пульсари та магнетари, які є нейтронними зірками, чий радіовипромінювання живиться різними механізмами; і білі карлики, які можуть періодично викидати енергію через взаємодії з бінарним супутником.

Пульсари – це швидко обертові нейтронні зірки, які сканують промені радіовипромінювання через космос, як космічні ліхтарі, на коротких часових інтервалах, що відповідають їх обертанню.

Магнетари – це їх більш інтенсивно магнітні родичі, здатні генерувати потужні сплески випромінювання, коли їх магнітні поля закручуються та переставляються.

Але LPT пульсують надзвичайно повільно за стандартами нейтронних зір – іноді проходять години між сплесками.

При таких повільних швидкостях обертання звичайні пульсари повинні мати труднощі з генерацією умов, необхідних для виробництва радіовипромінювання взагалі.

Білі карлики пропонують іншу можливість.

Ці зоряні залишки є більшими і можуть обертатися набагато повільніше, а взаємодії з супутньою зіркою можуть генерувати потужні радіосигнали. Дійсно, деякі LPT були пов'язані з бінарними системами білих карликів.

Але це не означає, що всі LPT – це білі карлики.

Їх різноманітні патерни пульсації, поляризація та періоди піднімають можливість того, що більше ніж один фізичний механізм – і, можливо, більше ніж один тип об'єкта – можуть бути відповідальними.

У цю плутанину увійшов дивний новий сигнал у 2022 році, який перервав новий дослідницький фокус Хаймана.

До того часу він переключив свою увагу на пошук мілісекундних пульсарів – швидко обертових нейтронних зір, які можуть допомогти пояснити надлишок гамма-променів з центру Чумацького Шляху.

Але один кандидат у даних поводився досить дивно.

"Один об'єкт, який ми виявили в архівних спостереженнях телескопа MeerKAT, мав пульсароподібні властивості, але 'пульси' відбувалися з багатьма хвилинами перерви, і з, здавалося, регулярними інтервалами," – сказав Хайман.

"Ми шукали в інших архівах і виявили, що телескоп ASKAP спостерігав ту ж область неба в точно той же день. Це спостереження тривало 10 годин і підтвердило період у 62 хвилини. Разом з іншими його властивостями, ми зрозуміли, що натрапили на LPT."

Але, як і годинниковий механізм, він мав кілька сюрпризів.

Замість того, щоб випромінювати лише один сплеск кожні 62 хвилини, LPT J1555-5631 виробляв два різні сплески під час кожного циклу – один довший, інший коротший.

Ще дивніше, два сплески показували протилежну кругову поляризацію: радіохвилі з одного сплеску закручувалися в одному напрямку, тоді як з іншого – в протилежному.

Це дало дослідникам інтригуючу підказку про магнітне поле об'єкта.

"Ці властивості вказують на те, що випромінювання виникає з областей поблизу обох магнітних полюсів, і що осі обертання та магнітні осі об'єкта майже перпендикулярні одна одній," – пояснив Хайман.

Це означає, що з LPT J1555-5631 відбувається щось дивне – тому що пульси не зовсім рівномірно розташовані. Замість того, щоб з'являтися на 180 градусів один від одного, як можна було б очікувати від простого дипольного магнітного поля, вони розділені лише на 165,4 градуси.

"180-градусове розділення легше пояснити випромінюванням з стандартного дипольного магнітосферного середовища," – сказав Хайман. "Спостережуване відхилення є важливою підказкою, що вказує на більш складну структуру магнітного поля."

І є ще одна велика, очевидна загадка: чому LPT спалахують з такою регулярністю, лише щоб замовкнути – і чи можуть вони знову активізуватися пізніше.

LPT J1555-5631, як і більшість каталогу LPT, ще не було виявлено знову. GCRT J1745-3009, з іншого боку, показав повторну активність – як і два інші.

Хайман сказав, що такі драматичні зміни в активності, ймовірно, пов'язані з магнітосферою об'єкта – регіоном навколо нього, що домінує його магнітне поле – але може знадобитися більший каталог LPT, щоб виявити закономірності в даних, даючи астрономам щось, з чим можна почати розбиратися.

"Після того, як буде виявлено ще багато LPT, ми сподіваємося виявити більше тенденцій між ними, що дозволить нам здійснити цілеспрямовані пошуки підозрюваних LPT," – сказав Хайман.

"Це було б захоплююче, хоча так само захоплюючими є продовження відкриттів з випадкових пошуків архівів і випадкових знахідок."

Дослідження було опубліковано в Астрономічному журналі.