Обсерваторія «Чандра» виявила 84 таємничі об’єкти

За допомогою рентгенівської обсерваторії «Чандра» вчені виявили новий клас об’єктів, поведінка яких не схожа на те, що вони бачили раніше. Астрономи припускають, що виявлені об’єкти можуть допомогти вирішити не одне, а два давні питання астрофізики.

Про відкриття повідомляють в NASA, передають OstanniPodii.com.

Ці таємничі об’єкти випромінюють у рентгенівському діапазоні з надзвичайно низькою енергією, але при цьому мають інтенсивне ультрафіолетове випромінювання. Результати відкриття були опубліковані в журналі «Nature Astronomy».

«Ми ніколи раніше не зустрічали групи об’єктів, які поводяться саме так», — сказав Мустафа Мухібулла з Університету Алабами, який очолював дослідження. «Звісно, наступним кроком було спробувати з’ясувати, що це за об’єкти».

Гіперм’які джерела рентгенівського випромінювання

Дослідники виявили загалом 84 таких «гіперм’яких джерел рентгенівського випромінювання» — названих так через те, що вони випромінюють у рентгенівському діапазоні з дуже низькою енергією — у шести різних галактиках. Ці галактики вони вивчали, використовуючи дані з архіву «Чандри», що є у відкритому доступі. Дві з них — спіральні: M31 (галактика Андромеди) та M101 (галактика «Вітряк»), а інші чотири — еліптичні. Команда виявила гіперм’які джерела рентгенівського випромінювання як у зонах активного зореутворення, так і в районах, де знаходяться старіші зорі.

Дослідники помітили ці джерела, коли вони з’являлися на знімках «Чандри», зроблених у найнижчих енергіях рентгенівського діапазону, але вони зникали на знімках з вищими енергіями. Це означає, що об’єкти виділяють набагато більше низькоенергетичного рентгенівського випромінювання, ніж високоенергетичного. Оскільки низькоенергетичне рентгенівське випромінювання межує з енергійним ультрафіолетовим випромінюванням в електромагнітному спектрі, дослідники дійшли висновку, що ці джерела також генерують великі кількості енергійного ультрафіолетового випромінювання.

Наразі невідомо, які саме об’єкти є джерелами цього низькоенергетичного рентгенівського випромінювання та інтенсивного ультрафіолетового випромінювання. Команда вважає, що, найімовірніше, до цього процесу залучені чорна діра, нейтронна зоря або білий карлик, які витягують речовину зі своєї зорі-компаньйона. Матерія, витягнута із супутньої зорі, нагрівається та виробляє рентгенівське випромінювання, перш ніж впасти на білий карлик, нейтронну зорю або в чорну діру. Такі подвійні системи спостерігалися й раніше, але не з таким яскравим ультрафіолетовим випромінюванням та низькоенергетичним рентгенівським випромінюванням.

Це відкриття свідчить про те, що, ймовірно, існують великі популяції подвійних систем з енергійним ультрафіолетовим випромінюванням, які досі залишалися невиявленими.

«Ці потайні джерела рентгенівського випромінювання насправді є одними з найенергійніших об’єктів у галактиках, і вони можуть розгадати одразу дві космічні загадки», — зазначив Мухібулла.

Можливе пояснення двох давніх питань астрофізики

Вчені вважають, що деякі системи з білими карликами, які витягують речовину із супутніх зірок, зрештою можуть вибухнути як наднові — так звані наднові типу Ia — що має вирішальне значення для вимірювання розширення Всесвіту. Ці наднові відіграли ключову роль у відкритті того, що це розширення прискорюється. Астрономи вже багато років шукають зорі, які перетворюються на наднові типу Ia, але поки що без успіху.

«Якби ми змогли знайти спосіб виявити ці вибухи наднових типу Ia ще до того, як вони відбудуться, це було б надзвичайно важливо», — зазначив співавтор дослідження Джиммі Ірвін, також з Університету Алабами. «Наразі ми вивчаємо їх уже після вибуху, і астрономам важко зрозуміти, що саме йому передує».

Інша загадка, яку ці джерела гіперм’якого рентгенівського випромінювання можуть пояснити, — це те, що саме вириває електрони з міжзоряного газу в деяких галактиках. Дослідження цього процесу виривання електронів важливе, оскільки він може впливати на швидкість утворення зірок та життєві цикли галактик. Гарячі масивні зорі відіграють певну роль, але вони не дають повного пояснення причин цього виривання. Важливу роль, можливо, відіграють інтенсивні рівні ультрафіолетового випромінювання від джерел гіперм’якого рентгенівського випромінювання.

Випромінювання, яке важко виявити

Чому ці джерела гіперм’якого рентгенівського випромінювання не були виявлені досі? Окрім низькоенергетичного рентгенівського випромінювання, яке дуже важко виявити за допомогою рентгенівських телескопів, високоенергетичне ультрафіолетове випромінювання легко поглинається гелієм і воднем, що заповнюють простір між зорями, створюючи майже непроникний бар’єр для спостереження.

«Ретельно проаналізувавши архів даних «Чандри», нам вдалося усунути те, що раніше було «сліпою зоною» для телескопів», — зазначила співавторка дослідження Розанна Ді Стефано з Гарвард-Смітсонівського Центру астрофізики. «Саме так ми виявили те, що, як видається, є новим класом космічних об’єктів із надзвичайними властивостями».

Програмою «Чандра» керує Космічний центр НАСА імені Маршалла в Гантсвіллі, штат Алабама. Центр рентгенівських досліджень «Чандри» при Смітсонівській астрофізичній обсерваторії керує науковими операціями з Кембриджа у штаті Массачусетс, а польотними операціями — з Берлінгтона, теж у штаті Массачусетс.