Введение в загадочные рентгеновские объекты

Недавние исследования, проведенные с помощью рентгеновской обсерватории NASA Чандра, открыли новую категорию космических объектов, поведение которых не похоже ни на что, что астрономы видели ранее. Эти загадочные объекты, обнаруженные в других галактиках, могут помочь решить не одну, а сразу две давние загадки астрофизики.

Уникальные характеристики новых объектов

Исследования показали, что новые объекты излучают необычно низкоэнергетические рентгеновские лучи, но при этом выделяют интенсивное ультрафиолетовое излучение. Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy в среду.

«Мы никогда не встречали группу объектов, которые бы действовали таким образом», — отметил Мустафа Мухибуллах из Университета Алабамы, возглавлявший исследование. «Естественно, следующим шагом было попытаться выяснить, что это за объекты».

Обнаружение гиперсофт рентгеновских источников

В ходе исследования ученые нашли в шести разных галактиках 84 гиперсофт рентгеновских источника — так их назвали из-за низкой энергии испускаемых рентгеновских лучей. Две из этих галактик являются спиральными: M31 (галактика Андромеды) и M101 (галактика Пинвилла), остальные четыре — эллиптические. Гиперсофт рентгеновские источники были обнаружены как в областях активного звездообразования, так и в зонах старых звезд.

Как были обнаружены эти загадочные источники

Команда обнаружила источники, найдя объекты, которые появлялись на изображениях Чандры в диапазоне низких рентгеновских энергий, но исчезали на изображениях с более высокими энергиями. Это означает, что эти объекты излучают гораздо больше низкоэнергетических рентгеновских лучей, чем высокоэнергетических. Поскольку низкоэнергетические рентгеновские лучи находятся на границе с ультрафиолетовым излучением в электромагнитном спектре, исследователи установили, что эти источники производят значительное количество энергетического ультрафиолетового излучения.

Что стоит за гиперсофт рентгеновскими источниками?

Точного ответа на вопрос, какие объекты ответственны за эти низкоэнергетические рентгеновские лучи и интенсивное ультрафиолетовое излучение, пока нет. Исследователи считают, что скорее всего это черные дыры, нейтронные звезды или белые карлики, которые притягивают материал от звезды-соседа. Этот материал, притягиваемый к белому карлику или нейтронной звезде, нагревается, что приводит к образованию рентгеновских лучей, прежде чем он упадет на белый карлик, нейтронную звезду или в черную дыру. Подобные бинарные системы уже наблюдались, но не с таким ярким ультрафиолетовым излучением и низкоэнергетическими рентгеновскими лучами.

Разгадка космических тайн

Это открытие указывает на то, что в космосе может существовать множество бинарных систем, излучающих интенсивное ультрафиолетовое излучение, которые до сих пор оставались незамеченными.

«Эти скрытые рентгеновские источники на самом деле являются одними из самых энергичных объектов в галактиках, и они могут помочь решить сразу две космические загадки», — добавил Мухибуллах.

Суперновые и их значение

Ученые предполагают, что некоторые системы белых карликов, которые притягивают материал от звезд-соседей, могут в конечном итоге взрываться как сверхновые — известные как тип Ia, которые имеют решающее значение для измерения расширения Вселенной. Эти сверхновые сыграли важную роль в открытии того, что это расширение ускоряется. Астрономы много лет ищут звезды, которые превращаются в сверхновые типа Ia, но безуспешно.

«Если бы мы могли найти способ обнаруживать эти взрывы сверхновых типа Ia до их появления, это было бы действительно важно», — отметил соавтор исследования Джимми Ирвин, также из Университета Алабамы. «Сейчас мы изучаем их после взрывов, и астрономы испытывают трудности с пониманием того, что на самом деле инициирует этот процесс.»

Второй космический вопрос

Еще одной загадкой, которую могут объяснить гиперсофт рентгеновские источники, является то, что заставляет электроны покидать газ между звездами в некоторых галактиках. Это «выщелачивание» электронов важно для понимания, поскольку оно может влиять на скорость звездообразования и жизненные циклы галактик. Горячие массивные звезды играют роль в этом процессе, но не полностью объясняют, что именно вызывает это выщелачивание. Интенсивные уровни ультрафиолетового излучения от гиперсофт рентгеновских источников могут сыграть решающую роль.

Почему гиперсофт рентгеновские источники не были выявлены ранее?

Причина, по которой эти гиперсофт рентгеновские источники не были обнаружены ранее, заключается в сочетании их низкоэнергетического рентгеновского излучения, которое очень трудно регистрировать рентгеновским телескопам, и высокоэнергетического ультрафиолетового излучения, которое легко поглощается гелием и водородом, заполняющим пространство между звездами, создавая почти непроницаемую преграду.

«Проводя анализ данных из архива Чандры, мы смогли устранить то, что раньше было слепым пятном для телескопов», — добавила соавтор исследования Розанна Ди Стефано из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института. «Таким образом, мы нашли то, что, похоже, является новым классом космических объектов с замечательными свойствами.»

Заключение

Программа Чандра управляется Центром космических полетов Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, а научные операции контролируются Центром рентгеновской астрономии Чандра из Кембриджа, штат Массачусетс, и полетные операции из Берлингтона, штат Массачусетс.

Чтобы узнать больше о миссии Чандра NASA, посетите: https://www.nasa.gov/chandra