Обсерватория «Чандра» обнаружила 84 загадочных объекта

С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» ученые обнаружили новый класс объектов, поведение которых не похоже на то, что они видели ранее. Астрономы предполагают, что обнаруженные объекты могут помочь решить не один, а два давних вопроса астрофизики.

Об открытии сообщают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Эти загадочные объекты излучают в рентгеновском диапазоне с чрезвычайно низкой энергией, но при этом обладают интенсивным ультрафиолетовым излучением. Результаты открытия были опубликованы в журнале «Nature Astronomy».

«Мы никогда раньше не встречали группы объектов, которые ведут себя именно так», — сказал Мустафа Мухибулла из Университета Алабамы, возглавлявший исследование. «Конечно, следующим шагом было попытаться выяснить, что это за объекты».

Гипермягкие источники рентгеновского излучения

Исследователи обнаружили в общей сложности 84 таких «гипермягких источника рентгеновского излучения» — названных так из-за того, что они излучают в рентгеновском диапазоне с очень низкой энергией — в шести разных галактиках. Эти галактики они изучали, используя данные из архива «Чандры», находящиеся в открытом доступе. Две из них — спиральные: M31 (галактика Андромеды) и M101 (галактика «Ветряная мельница»), а остальные четыре — эллиптические. Команда обнаружила гипермягкие источники рентгеновского излучения как в зонах активного звездообразования, так и в районах, где находятся более старые звезды.

Исследователи заметили эти источники, когда они появлялись на снимках «Чандры», сделанных в самых низких энергиях рентгеновского диапазона, но исчезали на снимках с более высокими энергиями. Это означает, что объекты выделяют гораздо больше низкоэнергетического рентгеновского излучения, чем высокоэнергетического. Поскольку низкоэнергетическое рентгеновское излучение граничит с высокоэнергетическим ультрафиолетовым излучением в электромагнитном спектре, исследователи пришли к выводу, что эти источники также генерируют большие количества высокоэнергетического ультрафиолетового излучения.

Пока неизвестно, какие именно объекты являются источниками этого низкоэнергетического рентгеновского излучения и интенсивного ультрафиолетового излучения. Команда считает, что, скорее всего, в этот процесс вовлечены чёрная дыра, нейтронная звезда или белый карлик, которые извлекают вещество из своей звезды-компаньона. Вещество, вытянутое из сопутствующей звезды, нагревается и генерирует рентгеновское излучение, прежде чем упасть на белый карлик, нейтронную звезду или в черную дыру. Такие двойные системы наблюдались и раньше, но не с таким ярким ультрафиолетовым излучением и низкоэнергетическим рентгеновским излучением.

Это открытие свидетельствует о том, что, вероятно, существуют обширные популяции двойных систем с энергичным ультрафиолетовым излучением, которые до сих пор оставались невыявленными.

«Эти скрытые источники рентгеновского излучения на самом деле являются одними из самых энергичных объектов в галактиках, и они могут разгадать сразу две космические загадки», — отметил Мухибулла.

Возможное объяснение двух давних вопросов астрофизики

Учёные считают, что некоторые системы с белыми карликами, которые вытягивают вещество из соседних звёзд, в конечном итоге могут взорваться как сверхновые — так называемые сверхновые типа Ia — что имеет решающее значение для измерения расширения Вселенной. Эти сверхновые сыграли ключевую роль в открытии того, что это расширение ускоряется. Астрономы уже много лет ищут звёзды, которые превращаются в сверхновые типа Ia, но пока безуспешно.

«Если бы мы смогли найти способ обнаружить эти взрывы сверхновых типа Ia ещё до того, как они произойдут, это было бы чрезвычайно важно», — отметил соавтор исследования Джимми Ирвин, также из Университета Алабамы. «Сейчас мы изучаем их уже после взрыва, и астрономам трудно понять, что именно ему предшествует».

Еще одна загадка, которую эти источники гипермягкого рентгеновского излучения могут объяснить, — это то, что именно вырывает электроны из межзвездного газа в некоторых галактиках. Исследование этого процесса вырыва электронов важно, поскольку он может влиять на скорость образования звёзд и жизненные циклы галактик. Горячие массивные звёзды играют определённую роль, но они не дают полного объяснения причин этого вырыва. Важную роль, возможно, играют интенсивные уровни ультрафиолетового излучения от источников гипермягкого рентгеновского излучения.

Излучение, которое трудно обнаружить

Почему эти источники гипермягкого рентгеновского излучения не были обнаружены до сих пор? Помимо низкоэнергетического рентгеновского излучения, которое очень трудно обнаружить с помощью рентгеновских телескопов, высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение легко поглощается гелием и водородом, заполняющими пространство между звездами, создавая почти непроницаемый барьер для наблюдения.

«Тщательно проанализировав архив данных «Чандры», нам удалось устранить то, что ранее было «слепой зоной» для телескопов», — отметила соавтор исследования Розанна Ди Стефано из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «Именно так мы обнаружили то, что, по-видимому, представляет собой новый класс космических объектов с необычайными свойствами».

Программой «Чандра» руководит Космический центр НАСА имени Маршалла в Гантсвилле, штат Алабама. Центр рентгеновских исследований «Чандра» при Смитсоновской астрофизической обсерватории руководит научными операциями из Кембриджа в штате Массачусетс, а полётными операциями — из Берлингтона, также в штате Массачусетс.

• обсерватория Чандра