天文学家破解神秘重复无线电信号之谜：源自双星系统

IT之家 3 月 12 日消息，天文学家们终于解开了一个自去年被发现以来一直困扰着他们的神秘重复无线电信号之谜。经过深入研究，研究团队将这一信号追踪至一个奇特的双星系统，该系统包含一颗白矮星和一颗红矮星伴星。这一无线电信号每两小时重复一次，最早在十年前就被探测到，其来源方向指向大熊座。

红矮星（左）和白矮星（中）相互环绕

IT之家注意到，这项新研究指出，这种重复无线电信号的成因是白矮星和红矮星的磁场在紧密的双星系统 ILTJ1101 中相互碰撞的结果。此前，类似这种长周期的无线电信号仅被追溯到中子星，因此这项研究为这类信号的起源带来了全新的解释。

“目前已知有几颗高度磁化的中子星，即磁星，能够展现出周期为几秒的无线电信号。”研究团队成员、美国西北大学天体物理学家查尔斯・基尔帕特里克在声明中表示，“一些天体物理学家也曾推测，某些天体可能因为自转而在特定时间间隔内发射脉冲信号，因此我们只有在这些天体旋转朝向我们时才能观测到无线电信号。”

“现在，我们已经明确至少部分长周期无线电信号来自双星系统。我们希望这一发现能够激励射电天文学家去定位可能来自中子星或磁星双星系统的新一类信号源。”该团队的研究成果已于 3 月 12 日发表在《自然・天文学》杂志上。

该研究团队的领导者、澳大利亚悉尼大学的伊里斯・德・鲁伊特在 2024 年首次发现了这一信号。当时，她正在查阅低频阵列射电望远镜（LOFAR）收集的存档数据。LOFAR 是目前地球上能够探测到最低频率的射电望远镜。

这一脉冲信号最早出现在 2015 年的 LOFAR 数据中。在发现首个信号后，德・鲁伊特又找到了来自同一源头的六个类似脉冲信号。这些无线电信号的持续时间从几秒到几分钟不等，尽管持续时间存在差异，但它们的重复周期非常规律，每两小时一次。

这些脉冲信号与一种名为“快速射电暴”（FRBs）的宇宙现象有一定的相似性，但出现频率要低得多。

艺术家对快速射电暴向地球发射的辐射的描绘，不同的颜色代表不同波长的光

“这些无线电信号与快速射电暴非常相似，但它们的持续时间各不相同。”基尔帕特里克说，“与快速射电暴相比，这些信号的能量要低得多，通常持续几秒，而快速射电暴的持续时间仅为毫秒级。目前仍有一个关键问题：长周期无线电信号和快速射电暴之间是否存在连续的天体类型，还是它们属于完全不同的群体。”

为了探究这些规律性无线电信号的源头，研究团队随后利用亚利桑那州的多镜面望远镜（MMT）天文台和得克萨斯州的麦当劳天文台进行了后续研究。结果显示，这些信号的源头是两颗距离地球约 1600 光年的恒星，它们正以每 125.5 分钟一圈的速度相互绕转。

研究人员进一步利用 MMT 对这一系统进行了长达两小时的完整周期观测，揭示了该系统的真正本质。通过对该系统的详细观测，研究人员不仅追踪了其运动轨迹，还通过将红矮星的光分解为不同波长的光谱，获取了有关红矮星的信息。

“这些光谱数据中的光谱线使我们能够确定，红矮星正以与无线电信号完全相同的两小时周期快速来回移动。”基尔帕特里克说，“这有力地证明了红矮星处于一个双星系统中。”

白矮星被强大磁场环绕

这种恒星的来回摆动似乎是由 ILTJ1101 中一个几乎不可见的伴星通过引力牵引造成的，这种运动的变化使研究团队能够推算出这一微弱伴星的质量。

“在几乎所有情况下，它的质量和不可见性都表明它必须是一颗白矮星。”基尔帕特里克解释说，“这证实了白矮星双星起源的主导假设，也是我们首次直接获得长周期无线电信号起源天体系统的证据。”

天文学家们现在计划进一步研究 ILTJ1101 的高能紫外辐射，这可能会揭示白矮星的温度以及类似红矮星 / 白矮星双星系统的更多细节。

“能够为这个谜题增添新的拼图，感觉特别酷。”团队负责人德・鲁伊特说，“我们与来自各个天文领域的专家合作，通过不同的技术和观测手段，逐步接近了问题的答案。”