تم العثور على مصادر الأشعة السينية Ultrabright في مجرتين قديمتين. ظاهرة طبيعية جديدة؟

يبدو أن المنطقة المرئية من الكون مدروسة جيدًا. نحن نعرف العديد من أنواع النجوم والأجسام الفلكية الأخرى. ولكن حتى هنا يوجد مكان لظواهر غامضة للغاية ولا يمكن تفسيرها. وما يمكن تسميته أيضًا ومضات Superbright من الأشعة السينية ، التي تُرى بالقرب من المجرات NGC 4636 و NGC 5128 . يقول

علماء الفيزياء الفلكية مباشرةً أنهم لم يروا شيئًا مثل هذا. قد تكون هذه ظاهرة طبيعية جديدة تمامًا.

وفقًا للتصنيف الرسمي ، تنتمي مشاعل من هذا النوع إلى مصادر الأشعة السينية فائقة السطوع (ULX). بدأت قصتهم في عام 2005 عندما تم نشر ورقة علمية عن ULX بالقرب من المجرة NGC 4697 . بالقرب من NGC 4697 ، تم تسجيل ومضات ULX قصيرة فقط. لم يفهم أحد سبب هذه الظاهرة الغريبة.

ماذا يفعل العلماء عندما يواجهون ظاهرة غريبة لا يمكن تفسيرها؟ هذا صحيح ، إنهم يجمعون المزيد من المعلومات. بحاجة إلى مزيد من بيانات المراقبة. ربما سيكون من الممكن اكتشاف أنماط معينة وطرح بعض النظريات.

على مدى السنوات الماضية ، شوهدت ULX بالقرب من المجرة NGC 4697 مرتين فقط: مرة في عام 2003 ومرة ​​في عام 2007. حدد الفلكي جيمي إيروين (جيمي إيروين) من جامعة ألاباما (الولايات المتحدة الأمريكية) مع زملائه مهمة العثور على نفس الأشياء في مناطق أخرى من الكون. بدأوا في دراسة البيانات الأرشيفية التي تم جمعها بواسطة مرصد تشاندرا الفضائي للأشعة السينية بشكل منهجي. ركز البحث على 70 مجرة ​​كمرشح أنسب. بعد دراسة الآلاف من بيانات المراقبة ، تمكن العلماء من العثور على شيء مماثل . اثنان من مصادر الأشعة السينية الأخرى فائقة السطوع تشبه إشارة من NGC 4697.

تم العثور على أولهما في ملاحظات أرشيفية من فبراير 2003 بالقرب من المجرة NGC 4636 ، على بعد حوالي 46 مليون سنة ضوئية من الأرض.

ظهر المصدر الثاني خمس مرات من عام 2007 إلى عام 2014 حول المجرة NGC 5128 ، على بعد حوالي 14 مليون سنة ضوئية من الأرض.

للوهلة الأولى ، قد يبدو أن المصادر التي تم العثور عليها نادرة إلى حد ما. في الواقع هذا ليس هو الحال. والحقيقة هي أن شاندرا تستهدف مجرات معينة نادرًا جدًا ، على سبيل المثال ، مرة في السنة أو مرة كل عدة سنوات. لنفترض أن المجرة نفسها NGC 4697 ، التي شوهدت فيها الإشارة الأولى ، في وقت نشر العمل العلمي في عام 2005 ، لاحظت شاندرا خمس مرات فقط. الشيء نفسه مع عدد مشاهدات مجرتين جديدتين تم اكتشاف ULX بالقرب منهما.

هذه هي الطريقة التي تبدو بها ULX بالقرب من المجرة NGC 5128 ، وفقًا لنتائج تصور البيانات من قبل وكالة ناسا ومؤلفي العمل العلمي.



نفس الصورة في شكل أكثر حيوية.

عند ملاحظة NGC 4697 في كلتا الحالتين ، زاد سطوع الإشارة بحوالي 90 مرة في حوالي دقيقة واحدة. وفقًا لهذه الإحداثيات ، لم تتم ملاحظة مصدر إشارة ضوئية. ولكن إذا افترضنا أن المصدر يقع على نفس مسافة المجرة ، فإن ذروة اللمعان للشعلات تتجاوز 10 ³⁹ erg في الثانية ، أي أن هذا المصدر ينبعث من تدفق الطاقة 2500 مرة أكثر من الشمس (ينبعث لمعاننا 3.86 · 10 ³³ erg في نفس الوحدة الزمنية).

إذا كانت نفس الافتراضات حول المسافة إلى المصادر صحيحة بالنسبة إلى ULXs الجديدين ، فقد قدر العلماء ذروة لمعان أولهما عند 9 10 ⁴⁰ erg في الثانية ، وامض الثاني خمس مرات مع لمعان ذروة 10 ⁴⁰ erg / s.

أقرب ظاهرة من حيث قوة الأشعة السينية هي المغناطيسات - النجوم النيوترونية ذات المجال المغناطيسي القوي للغاية (حتى 10 ¹¹ T) ، تم اكتشافها لأول مرة في عام 1998. لكن ومضات المغناطيسية في نطاق الأشعة السينية تتحلل في بضع ثوانٍ أو عشرات الثواني. ومضات ULX تستمر لفترة أطول. يصلون إلى الذروة في دقيقة تقريبًا ، ويموتون في غضون ساعة.

يقترح العلماء أن مصادر الأشعة السينية فائقة السطوع قد تكون مرتبطة بطريقة ما بالنظم الثنائية. هذا إما ثقب أسود ، أو نجم نيوتروني ، مرتبط جاذبية بنجم مصاحب. عند الالتفاف حول مركز الكتلة المشترك وتفاعل كائنات النظام الثنائي مع بعضها البعض ، من المحتمل أن تظهر ظواهر غريبة ، مثل ومضات إشعاع الأشعة السينية. على سبيل المثال ، إذا قام ثقب أسود أو نجم نيوتروني بتراكم مسألة نجم مصاحب. إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار فترات الومضات ، فإن الأنظمة الثنائية تبدو في فترات هادئة طبيعية تمامًا. أي أن الومضات لا تؤثر بشكل قاتل على حالتهم.

الشيء غير المعتاد في ULX يكمن في حقيقة أنها تقع في المجرات الإهليلجية ، أي في تكوينات النجوم القديمة ، على عكس المغناطيسات ،أشعة أو أشعة سينية غير طبيعية أو مصادر انفجارات أشعة غاما الناعمة المتكررة التي تنتج رشقات متكررة ذات سطوع مماثل. اتضح أن مصادر المشاعل ليست بالكاد نجومًا جديدة. إذا كانت هذه النجوم قديمة - وتومض بشكل زاه ، فهناك بالتأكيد شيء غير عادي هنا. يقول بيتر ماكسيم ، مؤلف مشارك في الأبحاث في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (الولايات المتحدة الأمريكية):

"هذه انفجارات استثنائية حقًا" . "لفترة قصيرة ، أصبح أحد المصادر أحد ألمع ULX على الإطلاق في المجرة الإهليلجية." مدهش حقا.

لا يزال أمام الفلكيين الكثير من الوقت للمراقبة. من الواضح أن التوهجات بالقرب من NGC 4697 لم تكن عشوائية. يحدث هذا بالقرب من المجرات الأخرى. ربما يمكن إرسال مرصد شاندرا الفضائي في كثير من الأحيان إلى المجرات القديمة ، إذا كان هناك نشاط غير مفهوم؟

تم نشر المقالة العلمية في 19 أكتوبر 2016 في مجلة Nature (doi: 10.1038 / nature19822).

Source: https://habr.com/ru/post/ar398397/