天文学家终于揭开了困扰科学家多年的一类奇怪重复宇宙信号背后的谜团。利用澳大利亚的ASKAP射电望远镜，研究人员将这些爆发的源头追溯至一个罕见的双星系统，其中一颗致密的白矮星正持续不断地从其附近的红矮星伴星那里吸取物质。随着被掠夺的物质向内旋进，该系统每1.4小时释放出强烈的射电波和X射线。
这一发现是由悉尼大学的科学家领导的一个国际研究团队利用澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的ASKAP射电望远镜做出的。他们的发现确定了一类被称为长周期射电瞬变源的罕见天体的起源，这是一种神秘的射电波爆发，自首次在银河系的少数几个位置被探测到以来，一直困扰着天文学家。
研究结果发表在《自然·天文学》上。
论文第一作者、悉尼大学物理学院和CSIRO的博士生Kovi Rose表示，团队终于能够将这些神秘信号之一与一种特定类型的恒星系统联系起来。
Rose先生说：“我们首次精确定位了这些信号的起源，确认其源头是一颗‘激变变星’，即一颗正在吸积的白矮星。”
Rose先生说：“长周期射电瞬变源多年来一直困扰着天文学家。我们只发现了大约十几个，其起源尚不清楚。现在，我们已经能够证明其中一个瞬变源的源头来自一颗正在积极从伴星拉取物质的白矮星。”
罕见的白矮星系统被揭示
新识别的系统被称为ASKAP J1745−5051，由一颗白矮星和一颗红矮星组成，它们被锁定在一个极近的轨道中。白矮星是死亡恒星的致密残骸，大小与地球相当，但质量与太阳相当。其伴星是一颗体积大得多但密度较小的红矮星，质量约为太阳的十分之一。
这两颗恒星相互绕转一周仅需一个多小时。
当白矮星从伴星拉取气体时，物质会升温并发射X射线。同时，恒星磁场之间的相互作用产生了强大的射电爆发。这些辐射以1.4小时的周期有规律地重复发生。
Rose先生说：“这些辐射都与系统的轨道运动有关。但有趣的是，射电和X射线信号并不同时达到峰值，这告诉我们它们是在系统的不同区域产生的。”
研究人员发现，射电波可能产生于恒星磁场碰撞并与流向白矮星的带电物质流相互作用的区域。这一过程产生了扫过太空的紧密聚焦的辐射爆发。
解开长周期射电瞬变源之谜
当长周期射电瞬变源首次被发现时，许多天文学家怀疑它们可能是被称为脉冲星的异常慢旋中子星。然而，现有模型表明，旋转如此缓慢的中子星应该无法产生这些信号。
新的发现支持了一种不同的解释。至少有一些长周期射电瞬变源似乎起源于涉及白矮星的双星系统。
悉尼大学物理学院院长、澳大利亚研究理事会引力波发现卓越中心首席研究员Murphy教授说：“此前一些类似的天体曾与双星系统联系在一起，但这是我们第一次能够清楚地看到两颗恒星以及正在进行的吸积过程。”
该系统也是已知第二个被发现产生规律性X射线的长周期射电瞬变源。这是科学家首次确切证实是什么导致了这种周期性行为的例子。
宇宙中的罗塞塔石碑
研究人员认为ASKAP J1745−5051可能成为理解其他神秘射电瞬变源的重要参考天体。
该系统是利用ASKAP发现的，这是澳大利亚国家科学机构CSIRO拥有并运营的射电望远镜。ASKAP结合了宽阔的视场、高分辨率和卓越的灵敏度，使其在探测可能被忽视的不寻常信号方面特别有效。
Rose先生在提到那块在埃及发现并帮助翻译古象形文字的考古物体时说：“这个系统为我们提供了一种解码这些信号的方法。它可以帮助我们确定其他长周期瞬变源是更像脉冲星还是更像白矮星系统，就像一块恒星的罗塞塔石碑。”
除了帮助解释神秘的射电信号外，该系统还为科学家提供了一个难得的机会，来研究无法在地球实验室中重现的极端物理条件。
Rose先生说：“这些系统是天然实验室。它们使我们能够测试我们对物质在强磁场和强引力作用下行为的理解。”
计划进行未来观测
团队计划利用射电、光学和X射线望远镜继续研究该系统。通过结合不同波长的观测，他们希望更好地了解这些信号是如何产生的，以及类似的机制是否可以解释更广泛的长周期射电瞬变源群。
Rose先生说：“每一个新发现都在帮助我们拼凑出更大的图景。我们才刚刚开始了解这类新的宇宙事件。”
这项国际合作包括来自澳大利亚、美国、中国、加拿大、西班牙和以色列的研究人员。观测工作是利用澳大利亚的CSIRO ASKAP和澳大利亚望远镜致密阵列、南非的MeerKAT射电望远镜、智利的SOAR和麦哲伦光学望远镜，以及太空中的斯威夫特望远镜（紫外/X射线）和爱因斯坦探针（X射线）天文台进行的。
作者报告无利益冲突。该研究由澳大利亚研究理事会引力波发现卓越中心、美国国家航空航天局（NASA）、阿尔弗雷德·P·斯隆基金会、Harry Messel物理学研究捐赠教授奖学金、欧洲研究理事会和中国国家留学基金委资助。