En kosmisk klocka som plötsligt stannade
Radioteleskop registrerade ett objekt som fungerade som ett exakt kosmiskt urverk med precision ned till 36 minuter — sedan försvann det spårlöst. Forskarna letar fortfarande efter en förklaring.
Astronomerna kliar sig i huvudet. ASKAP J1424, upptäckt av det australiensiska radioteleskopet, betedde sig som en perfekt regelbunden fyr på himlen, tills det i ett enda ögonblick slutade sända signaler. Det är en av de mest gåtfulla radiosignalerna de senaste åren och en allvarlig utmaning för nuvarande modeller av döda stjärnors beteende.
Vad är egentligen ASKAP J1424?
Objektet ASKAP J1424 dök upp för första gången i data från radioteleskopet Australian SKA Pathfinder (ASKAP) under ett övervakningsprogram av himlen. Det utmärkte sig genom en enda parameter: en otroligt regelbunden upprepning av pulser. Det sände ut en radiosignal var 2147:e sekund — cirka 36 minuter — och upprätthöll nästan perfekt precision i ungefär åtta dagar, varefter emissionen helt upphörde.
Forskare från olika institutioner som analyserade fenomenet fann ingen gradvis försvagning eller långsam borttonande. Efter en serie klockprecisa pulser tystnade källan. Teleskop som övervakar detta område av himlen ser nu ingenting på denna plats — varken i radiobandet, synligt ljus eller infrarött ljus.
En ny klass av fenomen: långperiodiska radiotransienter
Under de senaste åren har astronomer i allt högre utsträckning registrerat objekt som blinkar i radiobandet, men i helt andra tidsskalor än klassiska pulsarer. Så uppstod begreppet långperiodiska radiotransienter — källor som tänds och släcks i intervall mätta i minuter eller timmar.
Klassiska pulsarer är snabbt roterande neutronstjärnor med rotationsperioder från bråkdelar av en sekund till några få sekunder. ASKAP J1424 passar med sin 36-minuterscykel inte alls in i denna bild. Forskare från olika observatorier har identifierat flera centrala kännetecken hos denna källa:
- Emissionsperiod på cirka 36 minuter — över tusen gånger längre än en typisk millisekund-pulsar
- Aktivitetsperiod på omkring åtta dagar med stabila, sammanhängande pulser
- Ingen synlig motsvarighet i andra delar av spektrumet som optiskt eller infrarött ljus
- Fullständig polarisering av radiosignalen, vilket antyder ett extremt magnetfält
- Abrupt avslutning av emissionen utan någon övergångsperiod
- Ingen detektion via optiska teleskop, inklusive Gemini
Allt detta tyder på att vi antingen har att göra med en extremt atypisk neutronstjärna eller en helt annan typ av kompakt objekt. Upptäckten utvidgar vår förståelse av vilka objekt som kan existera i universum.
Vad kan skapa en så långsam och ändå regelbunden rytm?
Forskarna överväger två primära scenarier. Den första möjligheten är en neutronstjärna med ett mycket starkt magnetfält som roterar betydligt långsammare än vanliga pulsarer. Den andra hypotesen handlar om en vit dvärg med ett ovanligt kraftfullt magnetfält som uppför sig som en enorm radioelektromagnet.
Båda modellerna förklarar delvis den långa perioden och den energirika radioemissionen, men båda har allvarliga brister när det gäller den plötsliga avbrottet av signalen. Forskare från University of Sydney och andra vetenskapliga institutioner undersöker också alternativa förklaringar, inklusive möjligheten av ett tätt dubbelstjärnesystem.
Nyckeln till att förstå detta mysterium ligger i själva radiovågens natur. ASKAP J1424 sänder ut en fullt polariserad signal — det betyder att de elektromagnetiska fältens svängningar är mycket starkt ordnade. Den fullständiga polariseringen av emissionen pekar på ett mycket välordnat, starkt magnetfält och närvaron av plasma under förhållanden som sällan förekommer utanför influensområdet av extrema objekt som neutronstjärnor eller täta dubbelstjärnor.
Under observationerna är synlig övergång mellan elliptisk och linjär polarisering. En sådan förändring antyder att signalen uppstår i ett område där magnetfältslinjerna har en komplex struktur, och att radiovågen passerar genom ett medium med skiftande egenskaper.
Inga spår i synligt ljus — och ASKAPs avgörande roll
För astronomerna är frånvaron av ett annat perspektiv på detta objekt särskilt frustrerande. Optiska och infraröda teleskop, inklusive Gemini, visar ingen uppenbar kandidat på den plats varifrån signalen kom. Om ASKAP J1424 var en vanlig stjärna eller en ljus vit dvärg, borde även ett svagt spår vara synligt.
Tystnaden i andra delar av strålningsspektrumet antyder att vi talar om ett mycket kompakt, föga lysande system, vari majoriteten av energin släpper ut just via radio. Denna frånvaro av optisk emission gör objektet ännu mer gåtfullt och försvårar dess klassificering.
ASKAP är ett system bestående av flera tiotusentals antenner i Australien, designat för att täcka stora himmelfält och regelbundet återvända till dem. I stället för att titta djupt in i en enda punkt fungerar teleskopet som en snabb skanner — idealisk för att fånga objekt som bara visar sig ett kort ögonblick. Projektet EMU, inom ramen för vilket ASKAP J1424 hittades, fokuserar just på sådana flyktiga källor.
Utan det breda synfältet och den höga frekvensen av himmelsöversikter som ASKAP levererar, skulle ASKAP J1424 troligen ha gått obemärkt förbi. Det är just den typen av objekt som måste fångas inom ett kort aktivitetsfönster.
Varför en sådan signal förändrar sättet vi ser på himlen
I årtionden koncentrerade sig radioastronomin primärt på stabila källor: galaxer, supernovarester, kvasarer. Först de senaste åren med en ny generation av instrument visar hur dynamisk himlen är i radiobandet. Signaler som ASKAP J1424 antyder att det existerar en hel population av objekt som blinkar på en skala av dagar, timmar eller minuter.
Forskare från Swinburne University of Technology och andra institutioner understryker att dessa objekt dyker upp, sänder ut en serie pulser och därefter förstummas under en okänd period. Traditionella observationskampanjer riktade mot långa exponeringar av ett område förbisåg dem lätt. Det moderna tillvägagångssättet kräver kontinuerlig övervakning av stora himmelområden.
Den mest intressanta hypotesen som det team som analyserade datan framförde handlar om ett tätt dubbelstjärnesystem, vari två vita dvärgar kretsar kring varandra. Var och en av dem är en utbränd kärna av en tidigare stjärna liknande solen, komprimerad till jordens storlek. I detta scenario flätas de två komponenternas magnetfält konstant in i varandra.
Varför signalen plötsligt stannade — och vad som kan hända nu
Forskarna överväger två primära möjligheter. ASKAP J1424 genomgår kanske aktivitets- och vilofaser beroende på förhållandena i dess magnetiska omgivningar eller förändringar i rotationen. Den andra möjligheten är att signalen utlöstes av en engångstillförsel av massa — till exempel infångning av gas från en följeslagare — och när bränslet tog slut upphörde emissionen.
Båda versionerna har sina fördelar, men ingen besvarar alla frågor. Tills vidare uppför sig ASKAP J1424 som en kosmisk gäst med gåtor: det dök upp, skapade uppståndelse och försvann utan att lämna ett förklarande meddelande. Astronomerna planerar nu de nästa stegen i övervakningen av detta objekt.
De kommande åren blir ett kapplöpning med tålamod och teknik. Forskare planerar regelbundna översikter över samma område med radioteleskop, samtidiga observationer i andra delar av strålningsspektrumet för att fånga även ett svagt optiskt spår, samt sökning efter liknande fenomen i arkivdata från ASKAP och andra instrument.
Hur man kan föreställa sig detta fenomen — och varför det spelar roll
En bra jämförelse är en sjöfyr dold i tät dimma. När man tillfälligtvis ser en glimt kan man försöka gissa hur snabbt tornet roterar, hur reflektorerna är arrangerade, och om något blockerar ljusets väg. ASKAP J1424 är ännu mer frustrerande — som en fyr som blinkar perfekt varje halvomgång i flera dagar och därefter plötsligt försvinner från horisonten.
Dessa till synes exotiska signaler har en bredare betydelse. Varje ny typ av kompakt objekt förändrar förståelsen av hur stjärnornas liv slutar, och hur de påverkar sina omgivningar. En fullständig förståelse av sådana källor kan förbättra modeller för gravitationsvågor, typ Ia-supernovor och fördelningen av tunga grundämnen i vår galax.
ASKAP J1424 påminner oss om att även i en era med kraftfulla teleskop stöter vi fortfarande på fenomen som inte passar in i etablerade scheman. Just sådana obekväma signaler leder ofta till en omvärdering av gamla teorier och uppbyggnaden av nya instrument som är i stånd att betrakta himlen inte som en stillastående bild, utan som ett rörligt landskap fyllt med oväntade glimtar. Kanske kommer just detta objekt att hjälpa till att avslöja ett nytt kapitel i astronomin om kompakta objekt.
