Астрономите, които следят за експлозия на свръхнова в близката галактика М83, вместо това стават свидетели на неотложен взрив от друг тип: нов ултралуминозен източник на рентгенови лъчи или ULX. В това, което учените наричат "извънредно избухване", ULX в M83 увеличи яркостта на рентгеновите лъчи поне 3000 пъти, една от най-големите промени в рентгеновите лъчи, наблюдавани някога за този тип обекти.
„Изгарянето на този ULX ни изненада и беше сигурен знак, че открихме нещо ново за начина, по който нарастват черните дупки“, казва Роберто Сория от Университета Къртин в Австралия, който ръководи новото проучване.
Според изследователите този взрив предоставя директни доказателства за популация от стари, летливи звездни черни дупки и дава нов поглед върху природата на мистериозен клас черни дупки, който може да произвежда толкова енергия в рентгенови лъчи, колкото милион слънца излъчват на всички дължини на вълната. ,
Астрофизикът Бил Блеър от университета Джон Хопкинс, пише в блога Чандра, „Смешно нещо се случи, докато чакаме следващата супернова в M83“, казва тази галактика, известна още като Галактиката на Южното въртене, „е невероятен дар на природата. На разстояние от 15 милиона светлинни години той всъщност е една от по-близките галактики (само 7-8 пъти по-отдалечена от галактиката Андромеда), но изглежда като почти точно лице, което дава на земляните фантастичен изглед на красивите му спирални рамена и активно ядро, образуващо звезда. "
M83 генерира шест наблюдавани супернове от 1923 г., но последната видяна е през 1983 г. „Закъсняхме за нова супернова!“ - написа Блеър.
Така че много астрономи наблюдават M83, надявайки се да забележат нова свръхнова, но вместо това видяха драматичен скок на яркостта на рентгеновите лъчи, който според изследователите вероятно е възникнал поради внезапно увеличаване на количеството материал, попадащ в черното дупка.
ULX може да излъчва повече рентгенови лъчи от повечето „нормални“ двоични системи, в които придружаваща звезда е в орбита около неутронна звезда или черна дупка. Суперразмерната рентгенова емисия предполага, че ULX съдържат черни дупки, които може да са много по-масивни от тези, които се срещат другаде в нашата галактика.
Придружаващите звезди към ULX, когато са идентифицирани, обикновено са млади, масивни звезди, което означава, че техните черни дупки също са млади. Най-новото изследване обаче предоставя директни доказателства, че ULX могат да съдържат много по-стари черни дупки и някои източници може да са неправилно идентифицирани като млади.
Наблюденията на M83 са направени за няколко години с Chandra. В исторически рентгенови снимки, направени с обсерваторията на Айнщайн през 1980 г., ROSAT през 1994 г., XMM-Newton на Европейската космическа агенция, XMM-Нютон през 2003 и 2008 г., обсерваторията на Swift на НАСА през 2005 г., наблюденията на телескопа Магелан през април 2009 г. или в изображение на Хъбъл, получено през август 2009 г.
Но през 2011 г. Сория и неговите колеги използваха оптични изображения от обсерваторията Близнаци и космическия телескоп Хъбъл на НАСА и видяха ярко син източник на позицията на рентгеновия източник.
Липсата на син източник в по-ранните изображения показва, че придружителката на черната дупка е по-бледа, по-червена и има много по-ниска маса в сравнение с повечето от спътниците, които преди са били пряко свързани с ULX. Ярката, синя оптична емисия, наблюдавана през 2011 г., трябва да е причинена от драматично натрупване на повече материал от придружителната звезда.
„Ако ULX беше наблюдаван само по време на своя пик на рентгенова емисия през 2010 г., системата лесно би могла да бъде сбъркана с черна дупка с масивен, много по-млад звезден спътник, на възраст от 10 до 20 милиона години“, каза ко -автор Блеър.
Придружителят на черната дупка в M83 вероятно е червена гигантска звезда на възраст най-малко 500 милиона години с маса, по-малка от четири пъти по-голяма от слънчевата. Теоретичните модели за еволюцията на звездите предполагат, че черната дупка трябва да бъде почти толкова стара, колкото и нейната спътница.
Друга ULX, съдържаща летлива, стара черна дупка наскоро беше открита в галактиката Андромеда от екип, ръководен от Аманпрет Каур от Университета Клемсън, публикувана в февруари 2012 г. на брой на Astronomy and Astrophysics. Матю Мидълтън и колегите му от Университета в Дърам отчетоха повече информация в броя от март 2012 г. на Месечните известия на Кралското астрономическо общество. Те използваха данни от Chandra, XMM-Newton и HST, за да покажат, че ULX е силно променлив, а спътникът му е стара, червена звезда.
„С тези два обекта става ясно, че има два класа ULX, единият съдържа млади, постоянно растящи черни дупки, а другият, съдържащ стари черни дупки, които нарастват неправилно“, казва Кип Кунтц, съавтор на новата хартия M83, също от университета Джон Хопкинс. „Имахме много щастие да наблюдаваме обекта M83 в точното време, за да направим сравнение преди и след това.“
Документ, описващ тези резултати, ще се появи в броя на 10 май на The Astrophysical Journal.
Източници: НАСА, Чандра Блог
