Am 30. November 2024 gab ein Team der Curtin University, das Teil des International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) ist, die Entdeckung eines rekordverdächtigen Energieausbruchs aus dem tiefen Weltraum bekannt, der auf ein Binärsystem aus einem kleinen roten Zwergstern und einem weißen Zwergrest zurückverfolgt werden kann.
Der helle Energiepuls, der als GLEAM-X J0704-37 bezeichnet wird, wurde in archivierten Daten des Murchison Widefield Array (MWA) bei niedriger Frequenz entdeckt. Dieses Radiosignal erscheint alle drei Stunden, wobei die Ausbrüche zwischen 30 und 60 Sekunden dauern, was es zu einem Beispiel für die längste Periode eines seltenen und extremen Phänomens macht, das als 'langperiodische Radiotransienten' bekannt ist.
Erstmals 2006 identifiziert, haben langperiodische Radiotransienten Astronomen fast zwei Jahrzehnte lang Rätsel aufgegeben, da es schwierig ist zu verstehen, wie diese Phänomene Radiowellen erzeugen. Diese Forschung könnte helfen, das Rätsel zu lösen, indem sie die potenzielle Quelle dieser Energieausbrüche identifiziert.
Frühere langperiodische Radiotransienten befanden sich in dicht besiedelten Regionen der Milchstraße, was die Bestimmung der tatsächlichen Quelle der Radiowellenausbrüche komplizierte. Natasha Hurley-Walker, ein Teammitglied und Forscherin an der Curtin University, bemerkte: 'Um langperiodische Transienten zu verstehen, benötigen wir optische Bilder, aber wenn Sie in ihre Richtung schauen, gibt es so viele Sterne in der Nähe, wie in 2001: Odyssee im Weltraum.'
Das Team hatte jedoch Glück mit GLEAM-X J0704-37, das aus 5.000 Lichtjahren Entfernung am Rand der Milchstraße stammt, einem Bereich mit weniger Sternen. 'Unsere neue Entdeckung ist weit entfernt von der galaktischen Ebene, sodass nur wenige Sterne in der Nähe sind, und wir sind jetzt zuversichtlich, dass ein bestimmtes Binärsternsystem die Radiowellen erzeugt,' fügte Hurley-Walker hinzu.
Das Team nutzte das MeerKAT-Teleskop in Südafrika, um den Ursprung von GLEAM-X J0704-37 auf einen bestimmten Stern zu lokalisieren. Der nächste Schritt besteht darin, die Eigenschaften des Sternsystems zu enthüllen, das GLEAM-X J0704-37 ausstrahlt.
Mit dem Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) in Chile konnten die Wissenschaftler bestätigen, dass einer der Sterne in der Quelle von GLEAM-X J0704-37 ein roter Zwergstern mit geringer Masse ist, auch bekannt als 'M-Zwerg.'
Dies stellt ein Dilemma für das Team dar. 'Rote Zwerge sind Sterne mit geringer Masse, die nur einen Bruchteil der Masse und Helligkeit der Sonne haben. Sie machen 70 % der Sterne in der Milchstraße aus, sind aber mit bloßem Auge nicht sichtbar,' erklärte Hurley-Walker. 'Ein roter Zwerg allein kann nicht so viel Energie erzeugen, wie wir beobachten.'
Durch ihre Daten fand das Team Beweise dafür, dass der rote Zwerg Teil eines Binärsystems mit einem anderen Objekt ist. Sie stellten fest, dass dieser Begleiter wahrscheinlich ein weißer Zwerg ist, der Überrest eines sternähnlichen Sterns, der seine nukleare Energie erschöpft hat.
'Zusammen erzeugen sie Radioemissionen,' sagte Hurley-Walker.
Hurley-Walker und ihre Kollegen schlagen vor, dass ein starkes Magnetfeld in dem System die periodischen Energieausbrüche verursachen könnte, ähnlich denen, die bei schnell rotierenden Neutronensternen oder 'Pulsaren' beobachtet werden. Da die Quelle von GLEAM-X J0704-37 weit über der Milchstraßenscheibe liegt, konnten die Forscher hochmagnetische Neutronensterne oder 'Magnetare' als Quelle dieses langperiodischen Radiotransienten ausschließen.
Das Team arbeitet nun intensiv daran, die Eigenschaften dieses Binärsystems zu bestätigen und zu erklären, wie genau GLEAM-X J0704-37 entsteht.
Insgesamt deutet die Tatsache, dass GLEAM-X J0704-37 in den letzten zehn Jahren aktiv war und bisher unentdeckt blieb, darauf hin, dass möglicherweise weitere versteckte langperiodische Radiotransienten in archivierten Daten verschiedener Teleskope weltweit, einschließlich des MWA, vorhanden sind.
'Dieser langperiodische Radiotransient ist eine neue wissenschaftliche Entdeckung, und das MWA hat diese Erkenntnisse grundlegend ermöglicht,' sagte Steven Tingay, Direktor des MWA.
'Das MWA verfügt über ein Beobachtungsarchiv von 55 Petabyte, das eine jahrzehntelange Aufzeichnung unseres Universums bietet. Das ist vergleichbar mit Daten, die 55.000 hochmodernen Heimcomputern entsprechen—eine der größten wissenschaftlichen Datensammlungen der Welt.'
'Das ist ein Goldmine für die Entdeckung weiterer Phänomene in unserem Universum, und diese Daten sind ein Spielplatz für Astronomen.'