Bestimmte Sternpaare könnten lange Radioimpulse mit einem Mechanismus erzeugen, der jenem ähnelt, der Jupiter mit seinem Mond Io verbindet.
Astronomen versuchen, Radioquellen zu erklären, die in sehr langen Abständen aufleuchten, manchmal im Rhythmus von mehreren Dutzend Minuten oder mehreren Stunden. Zwei in unserer Galaxie beobachtete Objekte, GLEAM-X J0704-37 und ILT J1101+5521, werden mit Sternpaaren in Verbindung gebracht. Jedes besteht aus einem weißen Zwerg und einem kleinen roten Stern.
Schema eines synchron rotierenden Doppelsternsystems aus einem weißen und einem roten Zwerg (WD-MD).
Die blauen Kurven stellen die magnetischen Feldlinien dar. Die ECM-Emissionszone (orange) nahe dem Pol des weißen Zwergs erzeugt einen auf den Beobachter gerichteten Radiostrahl (gelb).
Ein weißer Zwerg ist der äußerst dichte Kern, der von einem sonnenähnlichen Stern nach dem Ende seines aktiven Lebens zurückbleibt. Sein Begleiter, der rote Zwerg, ist ein kleinerer und weniger massereicher Stern. In den untersuchten Systemen kreisen die beiden Himmelskörper umeinander. Dieser Tanz bringt ihre magnetischen Umgebungen regelmäßig miteinander in Wechselwirkung.
Die Forschenden simulierten das Verhalten der geladenen Teilchen, die in der Umgebung dieser Sterne vorhanden sind. Ihr Ergebnis zeigt, dass ein starkes Magnetfeld Elektronen so beschleunigen und ordnen kann, dass kohärente Radiowellen entstehen. Dieser Mechanismus wird als Elektronen-Zyklotron-Maser bezeichnet. Er kann die Emission stark auf bestimmte Richtungen und Frequenzen konzentrieren.
Ein vergleichbares Phänomen funktioniert bereits im Sonnensystem. Io bewegt sich durch die gewaltige magnetische Umgebung Jupiters und stört die dort vorhandenen geladenen Teilchen. Diese Wechselwirkung trägt zur Entstehung starker Radioemissionen bei. In einem Sternpaar könnte der rote Zwerg gegenüber dem Magnetfeld des weißen Zwergs eine vergleichbare Rolle spielen.
Die Simulationen zeigen außerdem, dass die entstehende Strahlung teilweise polarisiert sein kann. Die Polarisation beschreibt die Ausrichtung der Schwingungen der Radiowelle. Diese Eigenschaft ist hier von Bedeutung, da die beiden beobachteten astronomischen Quellen tatsächlich polarisierte Emissionen aufweisen. Das Modell reproduziert somit mehrere erwartete Eigenschaften, ohne einen vollständig neuen Mechanismus zu erfordern.
Der nächste Schritt besteht darin, diese Simulationen genauer mit den Messungen der Radioteleskope zu verknüpfen. Die Forschenden wollen insbesondere untersuchen, wie die Zusammensetzung des Mediums und die Geometrie der Magnetfelder die Form, Frequenz und Polarisation der Impulse verändern. Diese Signaturen könnten dabei helfen, diesen Mechanismus unter den verschiedenen langperiodischen Radioquellen zu erkennen.