Radioteleskop har nyligen registrerat ett kosmiskt urverk som sände ut exakta signaler med 36 minuters intervall, för att sedan försvinna helt spårlöst. Forskare står nu inför en av modern astronomis mest fascinerande gåtor.

Detta ovanliga objekt, som fått namnet ASKAP J1424, upptäcktes av det australiensiska radioteleskopet och fungerade som en felfri blinkande fyr på natthimlen. Från den ena dagen till den andra upphörde dock transmissionerna abrupt. Detta oväntade beteende utmanar verkligen våra nuvarande teoretiska modeller för kompakta objekt och döda stjärnor.

Under de senaste åren har astronomer börjat observera fler och fler himlakroppar som blinkar i radiospektrumet, men i en helt annan takt än de välkända pulsarerna. Detta har lett till introduktionen av begreppet långperiodiska radiotransienter – källor som aktiveras och avaktiveras över intervaller på flera minuter eller timmar.

Klassiska pulsarer är blixtsnabbt roterande neutronstjärnor, där en cykel varar allt från bråkdelar av en sekund till några sekunder. Med sin långa cykel passar ASKAP J1424 inte alls in i denna befintliga kategori. Upptäckten pekar på existensen av en helt ny, dold population av stjärnobjekt som ”vaknar” i några timmar eller dagar, kastar ut en serie kraftfulla impulser och därefter tystnar under okänd tid.

Så uppförde sig ASKAP J1424 under åtta dagars observation

ASKAP J1424 dök först upp i stora mängder data från radioteleskopet Australian SKA Pathfinder under en omfattande kartläggning av stjärnhimlen. Det som genast fångade astronomernas uppmärksamhet var signalens nästan skrämmande regelbundenhet.

Radiosignalen strömmade mot oss exakt var 2147:e sekund (vilket motsvarar cirka 36 minuter). Denna vansinnigt stabila rytm fortsatte oavbrutet i omkring åtta dygn. Plötsligt, och utan att signalen på förhand hade blivit svagare, upphörde alla utsändningar.

Det fanns ingen mild uttoning i horisonten. Efter en serie perfekta, urverk-lika pulseringar stängde källan helt enkelt ner. Teleskop som intensivt övervakar just detta område av rymden kan nu inte hitta något – varken i form av radiovågor, infraröd strålning eller synligt ljus.

Kännetecknen hos denna signal vittnar om ett extremt märkligt fenomen:

En pulsationsperiod på cirka 36 minuter, vilket är mer än tusen gånger längre än en typisk millisekundpulsar.
En aktiv fas på omkring åtta dygn späckad med kontinuerliga och ytterst stabila impulser.
Absolut ingen visuell motsvarighet i andra spektralområden som optiskt ljus eller infrarött.
Ett plötsligt stopp av signalen utan någon form av övergångsfas.
En fullt polariserad emission som indikerar närvaron av ett massivt magnetfält.
Inga spår av objektet under efterföljande och djupgående observationskampanjer.

Alla dessa faktorer sammantaget pekar i riktning mot att vi antingen har att göra med en starkt atypisk neutronstjärna eller en helt okänd klass av kompakta objekt. Forskargruppen bakom analysen av data lutar primärt åt ett par utvalda scenarier.

Vilka objekt kan skapa en så långsam och exakt rytm?

Teoretikerna överväger särskilt två primära förklaringar till fenomenet. Den första modellen involverar en neutronstjärna med ett oerhört starkt magnetfält, som av okända orsaker roterar markant långsammare än genomsnittet. Den andra möjligheten pekar på en vit dvärg utrustad med ett ovanligt intensivt magnetfält, som i praktiken fungerar som en kosmisk radio-elektromagnet.

Båda dessa scenarier kan delvis redogöra för den långa tidsperioden och den starka radioemissionen. Ändå har båda teorierna allvarliga brister när de ska försöka förklara det plötsliga och oförutsedda stoppet av signalen. Nyckeln till att lösa mysteriet kanske finns i själva radiovågens natur.

Det anmärkningsvärda med ASKAP J1424 är att signalen är fullt polariserad. Det betyder att svängningarna i det elektromagnetiska fältet är extremt strukturerade. En så ren polarisering kräver ett våldsamt och välordnat magnetfält kombinerat med plasma – omständigheter man normalt bara finner nära extrema fenomen som just neutronstjärnor eller kompakta dubbelstjärnsystem.

Under de åtta dagarnas observation noterade forskarna dessutom en glidande övergång från elliptisk till linjär polarisering. Denna unika variation avslöjar att radiovågen har måst passera genom en miljö med ett ytterst komplext magnetfält och skiftande fysiska egenskaper innan den nådde vår planet.

Varför fann astronomerna inget i synligt ljus?

Det är otroligt frustrerande för forskarna att objektet förblir helt och hållet osynligt i alla andra spektra. Optiska stjärnkikare och avancerade infraröda instrument, inklusive observatoriet Gemini, kan inte hitta den minsta glöd i det område av himlen där radiosignalen kom från.

Om det handlade om en helt vanlig stjärna eller bara en ljusstark vit dvärg, borde modern utrustning kunna fånga åtminstone ett svagt spår. Denna totala tystnad i andra våglängder är ett starkt bevis på att vi tittar på ett otroligt litet, ljussvagt system som kastar största delen av sin energi i radiobandet.

Australian SKA Pathfinder består av flera dussin antenner i Australien, som är designade specifikt för att täcka massiva himmelsområden snabbt och återvända till dem frekvent. Istället för att stirra djupt in i en enda punkt i timmar, agerar teleskopet som en ultrasnabb himmelsskanner. Detta gör det till det perfekta verktyget för att upptäcka kortvariga blinkningar i universum.

Det var genom projektet EMU som forskarna stötte på ASKAP J1424. Utan ett brett synfält och frekventa skanningar skulle signalen med stor sannolikhet ha flugit under radarn. Objektet är kronexemplet på en kosmisk händelse man bara har ett mycket litet tidsfönster att fånga.

Vilken hypotes anser forskarna vara den mest sannolika?

Bland de mest fängslande scenarierna som föreslagits av datagruppen är möjligheten för en extremt tät bana. ASKAP J1424 skulle kunna tänkas vara ett dubbelstjärnsystem bestående av två vita dvärgar. Var och en av dessa är den sammanpressade, utbrända kärnan av en stjärna som en gång påminde om Solen, nu pressad ner till en storlek som motsvarar Jorden.

I detta fascinerande två-dvärgs-scenario virvlar de två stjärnornas magnetfält konstant in i varandra. När banan når en helt specifik vinkel och konfiguration, sluter de magnetiska fältlinjerna sig om sig själva, vilket avfyrar den intensiva radiostrålningen ut i rymden. Så snart de rör sig vidare, släcks ”radiostationen” ögonblickligen igen.

Astronomerna debatterar två olika anledningar till den abrupt avbrutna signalen. Den ena teorin går ut på att objektet har fasta vilo- och aktivitetsfaser styrda av interna magnetiska omvälvningar eller förändringar i rotationshastigheten. Den andra teorin föreslår att signalen antändes av en tillfällig gasöverföring från en följeslagare. När detta ”bränsle” tog slut, släcktes systemet bara.

Båda hypoteserna är trovärdiga, men ingen av dem kan besvara samtliga tvivelsfråggor. Hittills har ASKAP J1424 förblivit en mystisk kosmisk turist – den anlände från ingenstans, skapade massiv uppståndelse i astronomkretsar och försvann utan att lämna ett avskedsmeddelande.

Vad planerar astronomerna för de kommande årens observationer?

De närmaste åren blir ett riktigt kapplopp drivet av tålamod och teknologisk finess. Forskningen fortsätter med oförminskad styrka i hopp om att lösa gåtan.

Forskargruppens nya, ambitiösa strategi innefattar bland annat:

Systematisk och frekvent övervakning av samma himmelsregion med radioteleskop av varierande känslighet.
Parallella mätningar över olika våglängder för att fånga den minsta droppe av optiskt ljus.
Massiv genomsökning av gamla dataarkiv från radioteleskop och projekt världen över.
Koordinerade internationella kampanjer över observatorier placerade på södra halvklotet.
Utvecklingen av skräddarsydda, AI-fria algoritmer för att fånga flyktiga radiotransienter snabbare.
Grundlig jämförelse med övervakningsprojekt som VLASS och RACS.
Djupgående analyser av eventuell periodicitet på en tidsram av månader eller år.
Användning av avancerad interferometri för att fastställa signalens exakta placering om den vaknar igen.

Skulle ASKAP J1424 plötsligt bryta sin tystnad, kommer astronomerna omedelbart att analysera den nya serien av pulseringar för små tidsskillnader. Även de minsta avvikelserna i formen på impulserna eller takten kan bevisa om rytmen skapas av en enskild, ensam roterande sak eller en vild kosmisk dans mellan två stjärnor.

Även om dessa signaler verkar exotiska, spelar de en avgörande roll för den övergripande förståelsen av universum. Varje gång astronomerna snubblar över en ny typ av kompakt himlakropp, tvingas vi att ompröva stjärnors död. En fullkomlig förståelse kan i slutändan förbättra allt från beräkningar av gravitationsvågor till modeller för typ Ia-supernovor och spridningen av tunga grundämnen i vår egen galax.

Vad berättar den mystiska signalen för oss om universums dynamik?

Gåtan om ASKAP J1424 fungerar som en skarp påminnelse om att även i vår era av extremt kraftfulla teleskop finns det fenomen som vägrar att låta sig kategoriseras. Just dessa ”obekväma” observationer är ofta den nödvändiga katalysatorn för uppbyggnaden av helt nya instrument och begravningen av föråldrade teorier.

I många årtionden har radioastronomi övervägande varit fokuserad på statiska, pålitliga källor – avlägsna galaxer, glödande supernovarester och massiva kvasarer. Det är bara under de allra senaste åren som ny teknologi på allvar har avslöjat hur vilt och dynamiskt radiouniversum egentligen är. Konventionella metoder med långa exponeringar fångade inte alls dessa blixtsnabba glimtar i mörkret.

Nutidens och framtidens teleskop skådar nu inte bara ut på en frusen himmel, utan på ett levande, darrande landskap späckat med oavsiktliga uppflammanden. Kanske är det just i denna dynamik vi kommer att finna det slutgiltiga svaret på de stora frågorna som detta mystiska urverk har satt igång. Frågan är bara: Återvänder signalen, eller förblir den en av stjärnornas eviga hemligheter?