Ultraleichte Röntgenquellen wurden in zwei alten Galaxien gefunden. Ein neues Naturphänomen?

Es scheint, dass die sichtbare Region des Universums gut untersucht ist. Wir kennen viele Arten von Sternen und anderen astronomischen Objekten. Aber auch hier gibt es einen Ort für absolut mysteriöse und unerklärliche Phänomene. Und was man sonst noch als superhelle Röntgenblitze bezeichnen kann, die in der Nähe der Galaxien NGC 4636 und NGC 5128 zu sehen sind .

Astrophysiker sagen direkt , dass sie so etwas noch nicht gesehen haben. Dies kann ein völlig neues Naturphänomen sein.

Nach der offiziellen Klassifizierung gehören solche Fackeln zu ultrahellen Röntgenquellen (ULX). Ihre Geschichte begann 2005, als ein wissenschaftlicher Artikel über ULX in der Nähe der Galaxie NGC 4697 veröffentlicht wurde . In der Nähe von NGC 4697 wurden nur zwei kurze ULX-Blitze aufgezeichnet. Niemand verstand, was dieses seltsame Phänomen verursachte.

Was tun Wissenschaftler, wenn sie auf ein seltsames und unerklärliches Phänomen stoßen? Das ist richtig, sie sammeln mehr Informationen. Benötigen Sie mehr Beobachtungsdaten. Vielleicht wird es möglich sein, bestimmte Muster zu entdecken und einige Theorien aufzustellen.

In den letzten Jahren wurde ULX in der Nähe der Galaxie NGC 4697 nur zweimal gesehen: einmal im Jahr 2003 und einmal im Jahr 2007. Der Astronom Jimmy Irwin (Jimmy Irwin) von der University of Alabama (USA) stellte sich mit Kollegen die Aufgabe, dieselben Objekte in anderen Regionen des Universums zu finden. Sie begannen, Archivdaten, die vom Chandra Space X-ray Observatory gesammelt wurden, methodisch zu untersuchen. Die Suche konzentrierte sich auf 70 Galaxien als die am besten geeigneten Kandidaten. Nach dem Studium von Tausenden von Beobachtungsdaten konnten Wissenschaftler etwas Ähnliches finden . Zwei weitere ultrahelle Röntgenquellen, die einem Signal von NGC 4697 ähneln.

Die erste wurde in Archivbeobachtungen vom Februar 2003 in der Nähe der Galaxie NGC 4636 gefunden, etwa 46 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die zweite Quelle erschien fünfmal von 2007 bis 2014 um die Galaxie NGC 5128, etwa 14 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Auf den ersten Blick scheint es, dass die gefundenen Quellen eher selten sind. Dies ist eigentlich nicht der Fall. Tatsache ist, dass Chandra ziemlich selten auf bestimmte Galaxien zielt, zum Beispiel einmal im Jahr oder alle paar Jahre. Angenommen, dieselbe Galaxie NGC 4697, in der das erste Signal zu sehen war, hatte Chandra zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wissenschaftlicher Arbeiten im Jahr 2005 nur fünfmal beobachtet. Gleiches gilt für die Anzahl der Beobachtungen von zwei neuen Galaxien, in deren Nähe ULX entdeckt wurde.

So sieht ULX in der Nähe der Galaxie NGC 5128 aus, wie aus den Ergebnissen der Datenvisualisierung durch die NASA und die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit hervorgeht.



Das gleiche Bild in einer animierteren Form.

Bei Beobachtung von NGC 4697 in beiden Fällen erhöhte sich die Signalhelligkeit in etwa einer Minute um das 90-fache. Nach diesen Koordinaten wird keine optische Signalquelle beobachtet. Wenn wir jedoch annehmen, dass sich die Quelle in der gleichen Entfernung wie die Galaxie befindet, übersteigt die maximale Leuchtkraft der Fackeln 10 ³⁹ erg pro Sekunde, dh diese Quelle emittierte einen Energiefluss, der 2.500.000 Mal höher ist als der der Sonne (unsere Leuchtkraft emittiert 3,86) · 10 ³³ erg in derselben Zeiteinheit).

Wenn die gleichen Annahmen über den Abstand zu den Quellen für die beiden neuen ULXs zutreffen, schätzten die Wissenschaftler die Spitzenhelligkeit des ersten von ihnen auf 9 · 10 ⁴⁰ erg pro Sekunde und die zweite blitzte fünfmal mit einer Spitzenhelligkeit von 10 ⁴⁰ erg / s.

Das in Bezug auf die Röntgenleistung am nächsten liegende Phänomen sind Magnetare - Neutronensterne mit einem extrem starken Magnetfeld (bis zu 10 ¹¹ T), die erstmals 1998 entdeckt wurden. Aber Magnetarblitze im Röntgenbereich nehmen in wenigen Sekunden oder zehn Sekunden ab. ULX-Blitze halten viel länger. Sie erreichen in fast einer Minute einen Höhepunkt und sterben innerhalb einer Stunde aus.

Wissenschaftler schlagen vor, dass ultrahelle Röntgenquellen irgendwie mit binären Systemen verbunden sein könnten. Dies ist entweder ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern, der gravitativ mit einem Begleitstern verbunden ist. Wenn Sie den gemeinsamen Massenschwerpunkt und die Wechselwirkung von Objekten des binären Systems miteinander drehen, können sich wahrscheinlich seltsame Phänomene wie Röntgenstrahlungsblitze manifestieren. Zum Beispiel, wenn ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern die Materie eines Begleitsterns ansammelt. Wenn Sie die Blinkperioden nicht berücksichtigen, sehen diese Binärsysteme in ruhigen Perioden ganz normal aus. Das heißt, Blitze wirken sich nicht tödlich auf ihren Zustand aus.

Das Ungewöhnliche an ULX ist die Tatsache, dass sie sich in elliptischen Galaxien befinden, dh in alten Sternformationen im Gegensatz zu Magnetaren.abnorme Röntgenpulsare oder Quellen für sich weich wiederholende Gammastrahlen-Bursts , die wiederholte Bursts mit ähnlicher Helligkeit erzeugen. Es stellt sich heraus, dass die Fackelquellen kaum neue Sterne sind. Wenn dies alte Sterne sind - und sie so hell blinken, gibt es hier definitiv etwas Ungewöhnliches.

"Das sind wirklich außergewöhnliche Blitze", sagt Peter Maksym, Co-Autor der Forschung am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (USA). "Für kurze Zeit ist eine der Quellen zu einer der hellsten ULX geworden, die jemals in einer elliptischen Galaxie gesehen wurden." Wirklich erstaunlich.

Astronomen haben noch viel Zeit zu beobachten. Es ist klar, dass Fackeln in der Nähe von NGC 4697 nicht zufällig waren. Dies geschieht in der Nähe anderer Galaxien. Vielleicht kann das Chandra-Weltraumobservatorium etwas häufiger in alte Galaxien geschickt werden, wenn es eine unverständliche Aktivität gibt?

Wissenschaftliche Artikel veröffentlicht 19. Oktober 2016 in der Zeitschrift Nature (doi: 10.1038 / nature19822).

Source: https://habr.com/ru/post/de398397/