Se encontraron fuentes de rayos X ultrabrillantes en dos galaxias antiguas. ¿Un nuevo fenómeno natural?

Parece que la región visible del Universo está bien estudiada. Conocemos muchos tipos de estrellas y otros objetos astronómicos. Pero incluso aquí hay un lugar para fenómenos absolutamente misteriosos e inexplicables. Y qué más se puede llamar destellos súper brillantes de rayos X, que se ven cerca de las galaxias NGC 4636 y NGC 5128 .

Los astrofísicos dicen directamente que no han visto nada igual. Este puede ser un fenómeno natural completamente nuevo.

Según la clasificación oficial, los destellos de este tipo pertenecen a fuentes de rayos X ultra brillantes (ULX). Su historia comenzó en 2005 cuando se publicó un artículo científico sobre ULX cerca de la galaxia NGC 4697 . Cerca de NGC 4697, solo se registraron dos flashes ULX cortos. Nadie entendió qué estaba causando este extraño fenómeno.

¿Qué hacen los científicos cuando se encuentran con un fenómeno extraño e inexplicable? Así es, recopilan más información. Necesita más datos de observación. Quizás sea posible descubrir ciertos patrones y presentar algunas teorías.

En los últimos años, ULX cerca de la galaxia NGC 4697 se ha visto solo dos veces: una en 2003 y otra en 2007. El astrónomo Jimmy Irwin (Jimmy Irwin) de la Universidad de Alabama (EE. UU.) Con sus colegas estableció la tarea de encontrar los mismos objetos en otras regiones del universo. Comenzaron a estudiar metódicamente los datos de archivo recopilados por el Observatorio de rayos X del espacio Chandra. La búsqueda se centró en 70 galaxias como los candidatos más adecuados. Después de estudiar miles de datos de observación, los científicos pudieron encontrar algo similar . Otras dos fuentes de rayos X ultrabrillantes que se asemejan a una señal de NGC 4697.

La primera de ellas se encontró en observaciones de archivo de febrero de 2003 cerca de la galaxia NGC 4636, a unos 46 millones de años luz de la Tierra.

La segunda fuente apareció cinco veces entre 2007 y 2014 alrededor de la galaxia NGC 5128, a unos 14 millones de años luz de la Tierra.

A primera vista, puede parecer que las fuentes encontradas son bastante raras. Este no es realmente el caso. El hecho es que Chandra apunta a galaxias específicas muy raramente, por ejemplo, una vez al año o una vez cada varios años. Digamos, la misma galaxia NGC 4697, en la que se vio la primera señal, en el momento de la publicación del trabajo científico en 2005, Chandra había observado solo cinco veces. Lo mismo con el número de observaciones de dos nuevas galaxias cerca de las cuales se descubrió ULX.

Así es como se ve ULX cerca de la galaxia NGC 5128, según los resultados de la visualización de datos por parte de la NASA y los autores del trabajo científico.



La misma imagen en una forma más animada..

Al observar NGC 4697 en ambos casos, el brillo de la señal aumentó aproximadamente 90 veces en aproximadamente un minuto. Según estas coordenadas, no se observa ninguna fuente de señal óptica. Pero si suponemos que la fuente está a la misma distancia que la galaxia, entonces la luminosidad máxima de las erupciones excede los 10 ³⁹ erg por segundo, es decir, esta fuente emite un flujo de energía 2,500,000 veces más que el Sol (nuestra luminosidad emite 3.86 · 10 ³³ erg en la misma unidad de tiempo).

Si las mismas suposiciones sobre la distancia a las fuentes son ciertas para los dos nuevos ULX, entonces los científicos estimaron la luminosidad máxima del primero de ellos en 9 · 10 ⁴⁰ erg por segundo, y el segundo brilló cinco veces con una luminosidad máxima de 10 ⁴⁰ erg / s.

El fenómeno más cercano en términos de potencia de rayos X son los magnetares: estrellas de neutrones con un campo magnético excepcionalmente fuerte (hasta 10 ¹¹ T), descubierto por primera vez en 1998. Pero los destellos de magnetares en el rango de rayos X decaen en unos pocos segundos o decenas de segundos. Los flashes ULX duran mucho más. Alcanzan un pico en casi un minuto y mueren en una hora.

Los científicos sugieren que las fuentes de rayos X ultrabrillantes pueden estar conectadas de alguna manera con sistemas binarios. Este es un agujero negro o una estrella de neutrones, gravitacionalmente conectada con una estrella compañera. Cuando se da la vuelta al centro de masa común y la interacción de los objetos del sistema binario entre sí, es probable que aparezcan fenómenos extraños, como destellos de radiación de rayos X. Por ejemplo, si un agujero negro o una estrella de neutrones aumenta la materia de una estrella compañera. Si no tiene en cuenta los períodos de destellos, entonces, en períodos de silencio, estos sistemas binarios se ven bastante normales. Es decir, los destellos no afectan fatalmente su condición.

Lo inusual de ULX radica en el hecho de que se encuentran en galaxias elípticas, es decir, en formaciones de estrellas antiguas, a diferencia de los magnetares,púlsares de rayos X anormales o fuentes de ráfagas suaves de rayos gamma que producen ráfagas repetidas de brillo similar. Resulta que las fuentes de las llamaradas no son estrellas nuevas. Si se trata de estrellas viejas, y brillan tan intensamente, definitivamente hay algo inusual aquí.

"Estos son arrebatos verdaderamente extraordinarios", dice Peter Maksym, coautor de la investigación en el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (EE. UU.). "Durante un breve período, una de las fuentes se ha convertido en una de las ULX más brillantes jamás vistas en una galaxia elíptica". Realmente asombroso.

Los astrónomos aún tienen mucho tiempo para observar. Claramente, las erupciones cerca de NGC 4697 no fueron al azar. Esto sucede cerca de otras galaxias. ¿Quizás el observatorio espacial Chandra se pueda enviar un poco más a menudo a las galaxias antiguas, si hay una actividad incomprensible?

El artículo científico fue publicado el 19 de octubre de 2016 en la revista Nature (doi: 10.1038 / nature19822).

Source: https://habr.com/ru/post/es398397/