Astronomii care stau cu ochii la o explozie de supernova în galaxia M83 din apropiere au fost martorii unei explozii prodigioase de alt tip: o nouă sursă de raze X ultraluminoase, sau ULX. În ceea ce oamenii de știință numesc un „izbucnire extraordinară”, ULX în M83 a crescut în luminozitatea razelor X de cel puțin 3.000 de ori, una dintre cele mai mari modificări ale razelor X întâlnite vreodată pentru acest tip de obiect.
„Aprinderea acestui ULX ne-a luat prin surprindere și a fost un semn sigur că am descoperit ceva nou despre felul în care crește găurile negre”, a declarat Roberto Soria de la Universitatea Curtin din Australia, care a condus noul studiu.
Cercetătorii spun că această explozie oferă dovezi directe pentru o populație de găuri negre stelare vechi și volatile și oferă o perspectivă nouă asupra naturii unei clase misterioase de găuri negre care pot produce la fel de multă energie în razele X, cât un milion de soare radiază la toate lungimile de undă. .
Astrofizicistul Bill Blair, de la Universitatea Johns Hopkins, scriind pe Chandra Blog, „O chestie amuzantă care s-a întâmplat în așteptarea următoarei supernovele din M83”, a spus că această galaxie, cunoscută și sub numele de Galaxia Sudului Pinwheel, „este un dar uimitor al naturii. La 15 milioane de ani lumină distanță, este de fapt una dintre galaxiile mai apropiate (doar de 7-8 ori mai îndepărtate decât galaxia Andromeda), dar apare ca fiind aproape exact față, oferind pământenilor o priveliște fantastică a frumoaselor sale brațe în spirală și nucleu activ care formează stele. "
M83 a generat șase supernovele observate încă din 1923, dar ultima a fost în 1983. „Ne-am întârziat pentru o nouă supernovă!” A scris Blair.
Așadar, mulți astronomi au observat M83, în speranța de a observa o nouă supernovă, dar au văzut în schimb un salt dramatic în luminozitatea razelor X, care, potrivit cercetătorilor, s-a produs probabil din cauza creșterii bruște a cantității de material care cade în negru. gaură.
Un ULX poate emite mai multe raze X decât majoritatea sistemelor binare „normale” în care o stea însoțitoare este pe orbită în jurul unei stele de neutroni sau o gaură neagră. Emisia de raze X super-dimensiuni sugerează că ULX-urile conțin găuri negre care ar putea fi mult mai masive decât cele găsite în altă parte din galaxia noastră.
Stelele însoțitoare ale ULX-urilor, atunci când sunt identificate, sunt de obicei stele tinere, masive, ceea ce presupune că găurile lor negre sunt de asemenea tinere. Cele mai recente cercetări oferă, însă, dovezi directe conform cărora ULX-urile pot conține găuri negre mult mai vechi și este posibil ca unele surse să fi fost identificate greșit ca tinere.
Observațiile M83 au fost făcute pe o perioadă de câțiva ani cu Chandra. Niciun semn al ULX nu a fost găsit în imaginile istorice cu raze X realizate cu Observatorul Einstein în 1980, ROSAT în 1994, XMM-Newton al Agenției Spațiale Europene în 2003 și 2008, observatorul NASA Swift în 2005, observațiile Telescopului Magellan în aprilie 2009 sau într-o imagine Hubble obținută în august 2009.
Dar în 2011, Soria și colegii săi au folosit imagini optice de la Observatorul Gemeni și telescopul spațial Hubble al NASA și au văzut o sursă albastră strălucitoare în poziția sursei de raze X.
Lipsa unei surse albastre din imaginile anterioare indică faptul că steaua însoțitoare a găurii negre este mai slabă, mai roșie și are o masă mult mai mică decât majoritatea însoțitorilor care anterior au fost direct legate de ULX. Emisiunea optică strălucitoare, albastră, văzută în 2011, trebuie să fi fost cauzată de o acumulare dramatică de mai multe materiale de la steaua însoțitoare.
„Dacă ULX ar fi fost observat doar în perioada maximă a emisiilor de raze X în 2010, sistemul ar fi putut fi confundat cu ușurință cu o gaură neagră cu un însoțitor stelar masiv, mult mai tânăr, în vârstă de aproximativ 10-20 de milioane de ani”, a spus co -autor Blair.
Însoțitorul găurii negre din M83 este probabil o stea uriașă roșie veche de cel puțin 500 de milioane de ani, cu o masă mai mică de patru ori mai mare decât cea a soarelui. Modelele teoretice pentru evoluția stelelor sugerează că gaura neagră ar trebui să fie aproape la fel de veche ca însoțitorul ei.
Un alt ULX care conține o gaură neagră volatilă și veche a fost descoperit recent în galaxia Andromeda de o echipă condusă de Amanpreet Kaur de la Universitatea Clemson, publicată în numărul din februarie 2012 al Astronomiei și Astrofizicii. Matthew Middleton și colegii de la Universitatea din Durham au raportat mai multe informații în numărul din martie 2012 al avizelor lunare ale Royal Astronomical Society. Au folosit date de la Chandra, XMM-Newton și HST pentru a arăta că ULX este extrem de variabil, iar însoțitorul său este o stea veche, roșie.
„Cu aceste două obiecte, devine clar că există două clase de ULX, una care conține găuri negre tinere, în continuă creștere, iar cealaltă care conține găuri negre vechi, care se dezvoltă erotic”, a spus Kip Kuntz, coautor al noii lucrări M83, de asemenea a Universității Johns Hopkins. "Am fost foarte norocoși să observăm obiectul M83 la momentul potrivit pentru a face comparația înainte și după."
Un articol care descrie aceste rezultate va apărea în numărul din 10 mai al Jurnalului Astrofizic.
Surse: NASA, Chandra Blog
