Ett kosmiskt ur som slutade ticka
Radioteleskop fångade upp ett objekt som fungerade som ett precisionsurverk i rymden – det sände exakt var 36:e minut och försvann sedan spårlöst. Forskarna letar fortfarande efter en förklaring.
ASKAP J1424 har fått astronomerna att klia sig i huvudet. Objektet, som registrerades av ett australiensiskt radioteleskop, betedde sig som en fulländat regelbunden fyr på himlavalvet – och upphörde sedan att sända utan förvarning. Det räknas som en av de mest gåtfulla radiosignalerna på flera år och utgör en allvarlig utmaning för nuvarande modeller av döda stjärnors beteende.
ASKAP J1424 dök först upp i data från radioteleskopar inom ramen för ett himmelsövervakning. Det som stack ut var en enda egenskap: en otroligt regelbunden pulsrytm. Objektet sände en radiosignal var 2 147:e sekund – ungefär var 36:e minut – och höll en nästan perfekt precision i omkring åtta dagar, innan sändningen helt upphörde.
Forskare från flera institutioner som analyserade fenomenet hittade ingen gradvis försvagning eller långsam nedgång. Efter en serie pricksäkra pulser tystnade källan helt. Teleskop som sedan dess bevakat det aktuella himmelssegmentet ser ingenting på den platsen – varken i radioområdet, synligt ljus eller infrarött.
En ny klass av fenomen: långperiodiska radiotransienter
Under de senaste åren har astronomerna allt oftare registrerat objekt som blinkar i radiobandet, men i helt andra tidsskalor än klassiska pulsarer. Ur detta har begreppet långperiodiska radiotransienter vuxit fram – källor som slår på och av sig i intervaller mätta i minuter eller timmar.
Klassiska pulsarer är snabbt roterande neutronstjärnor med rotationsperioder från bråkdelar av en sekund upp till några sekunder. ASKAP J1424 med sin 36-minuterscykel passar inte in i den bilden. Forskare från olika observatorier har identifierat flera centrala egenskaper hos denna källa:
- Sändningsintervall på ungefär 36 minuter – mer än tusen gånger längre än en typisk millisekundspulsar
- Aktivitetsperiod på omkring åtta sammanhängande dagar med stabila, regelbundna pulser
- Ingen synlig motpart i andra delar av spektrumet, varken optiskt eller infrarött
- Fullständig polarisering av radiosignalen, vilket tyder på ett extremt magnetfält
- Abrupt avslut utan några övergångsfaser
- Ingen detektering med optiska teleskop, inklusive Gemini
Sammantaget pekar allt detta på att vi antingen har att göra med en ovanligt atypisk neutronstjärna eller ett helt annat slags kompakt objekt. Upptäckten vidgar vår förståelse av vilka typer av objekt som kan existera i universum.
Vad kan alstra en så långsam men regelbunden rytm?
Forskarna väger mellan två huvudscenarier. Det första är en neutronstjärna med ett mycket starkt magnetfält som roterar avsevärt långsammare än vanliga pulsarer. Det andra alternativet är en vit dvärg med ett ovanligt kraftfullt magnetfält som beter sig som en gigantisk radioelektromagnet.
Båda modellerna förklarar delvis den långa perioden och den energirika radiosändningen, men varje modell har allvarliga brister när det gäller den plötsliga signalcessen. Forskare vid University of Sydney och andra vetenskapliga institutioner undersöker även alternativa förklaringar, inklusive möjligheten att det rör sig om ett tätt dubbelstjärnesystem.
Nyckeln till att förstå gåtan ligger i radiovågornas natur. ASKAP J1424 sänder ett fullständigt polariserat signal, vilket innebär att det elektromagnetiska fältets oscillationer är mycket välordnade. Fullständig polarisering pekar på ett extremt organiserat, starkt magnetfält och förekomst av plasma under förhållanden som sällan uppstår utanför extrema objekt som neutronstjärnor eller täta dubbelstjärnor.
Under observationerna syns en övergång mellan elliptisk och linjär polarisering. En sådan förändring tyder på att signalen uppstår i en region där magnetfältslinjerna har en komplex struktur, och att radiovågen passerar genom ett medium med varierande egenskaper.
Ingen spår i synligt ljus – och ASKAP:s avgörande roll
Astronomerna är särskilt frustrerade över avsaknaden av en kompletterande bild av objektet. Optiska och infraröda teleskop, inklusive Gemini, visar ingen uppenbar kandidat på den plats varifrån signalen kom. Om ASKAP J1424 vore en vanlig stjärna eller en ljus vit dvärg borde åtminstone ett svagt spår vara synligt.
Tystnaden i andra strålningsband tyder på att vi talar om ett mycket kompakt, svagt lysande system där merparten av energin frigörs just i radioområdet. Denna brist på optisk emission gör objektet ännu mer gåtfullt och komplicerar klassificeringen.
ASKAP är ett nätverk av dussintals antenner i Australien, utformade för att täcka stora himmelsfält och regelbundet återkomma till dem. I stället för att zooma in på en enda punkt fungerar teleskopet som en snabb skanner – idealisk för att fånga objekt som bara visar sig ett ögonblick. Projektet EMU, inom vilket ASKAP J1424 hittades, fokuserar just på sådana flyktiga källor.
Utan det breda synfältet och den höga övervakningsfrekvens som ASKAP erbjuder hade ASKAP J1424 med stor sannolikhet undgått uppmärksamheten. Det är precis den typen av objekt som måste fångas under ett kort aktivitetsfönster.
Varför en sådan signal förändrar synen på himlen
Under decennier koncentrerade radioastronomi sig främst på stabila källor: galaxer, supernovarester och kvasarer. Först de senaste åren, med en ny generation instrument, har det stått klart hur dynamisk himlen faktiskt är i radiobandet. Signaler som ASKAP J1424 antyder att det finns en hel population objekt som blinkar på tidsskalor av dagar, timmar eller minuter.
Forskare vid Swinburne University of Technology och andra institutioner betonar att dessa objekt dyker upp, sänder en serie pulser och sedan tystnar under okänd tid. Traditionella observationskampanjer inriktade på långa exponeringar av ett område missade dem lätt. Det moderna tillvägagångssättet kräver kontinuerlig övervakning av stora himmelssektioner.
Den mest intresseväckande hypotesen som teamet lade fram handlar om ett tätt dubbelstjärnesystem med två vita dvärgar i omlopp runt varandra. Var och en av dem är den glödlösa kärnan av en forna stjärna liknande vår sol, komprimerad till jordens storlek. I detta scenario flätas de båda komponenternas magnetfält ständigt samman.
Varför signalen plötsligt upphörde – och vad som kan hända härnäst
Forskarna överväger två huvudmöjligheter. Antingen genomgår ASKAP J1424 aktiva och passiva faser beroende på förhållandena i dess magnetiska omgivning eller på förändringar i rotationen. Eller så utlöstes signalen av ett engångstillskott av materia – till exempel infångad gas från en följestjärna – och när bränslet tog slut upphörde sändningen.
Båda versionerna har sina förtjänster, men ingen besvarar alla frågor. Tills vidare beter sig ASKAP J1424 som en kosmisk gästgåta: den dök upp, orsakade uppståndelse och försvann utan att lämna något förklarande meddelande. Astronomerna planerar nu nästa steg för att följa upp objektet.
De närmaste åren kommer att bli ett kapplöpande i tålamod och teknik. Forskarna planerar regelbundna genomsökningar av samma himmelssegment med radioteleskop, parallella observationer i andra strålningsband för att fånga ens ett svagt optiskt spår, samt sökningar efter liknande fenomen i arkivdata från ASKAP och andra instrument.
Om ASKAP J1424 aktiveras på nytt kan en ny serie pulser avslöja om rytmen har förändrats. Även minimala variationer i period eller pulsform kan berätta om det handlar om en enda roterande kropp eller en orbital dans mellan två stjärnor. Forskarna hoppas att fortsatta observationer ska ge svar på dessa frågor.
Hur man kan förstå fenomenet – och varför det spelar roll
En bra liknelse är en havsljusfyr dold i tät dimma. Om du emellanåt skymtar ett blixtsken kan du försöka lista ut hur snabbt tornet roterar, hur reflektorerna är arrangerade och om något blockerar ljuset på vägen. ASKAP J1424 är ännu mer frustrerande – som en fyr som blinkar perfekt var halvvarv i flera dagar och sedan plötsligt försvinner bakom horisonten.
Dessa till synes exotiska signaler har en bredare betydelse. Varje ny typ av kompakt objekt förändrar förståelsen av hur stjärnors liv tar slut och hur de påverkar sin omgivning. En fullständig förståelse av sådana källor kan förbättra modellerna för gravitationsvågor, typ Ia-supernovor och fördelningen av tunga grundämnen i vår galax.
ASKAP J1424 påminner oss om att det även i kraftfulla teleskops tidsålder fortfarande finns fenomen som inte passar in i befintliga scheman. Det är just sådana besvärliga signaler som ofta leder till att gamla teorier omvärderas och att nya instrument byggs – instrument kapabla att betrakta himlen inte som en stillastående bild, utan som ett levande landskap fullt av oväntade blixtar. Kanske är det just detta objekt som hjälper oss att öppna ett nytt kapitel i astronomin om kompakta objekt.
