Des sources de rayons X ultra-brillantes ont été trouvées dans deux vieilles galaxies. Un nouveau phénomène naturel?

Il semblerait que la région visible de l'Univers soit bien étudiée. Nous connaissons de nombreux types d'étoiles et d'autres objets astronomiques. Mais même ici, il y a une place pour des phénomènes absolument mystérieux et inexplicables. Et quoi d'autre peut être appelé des éclairs ultra-lumineux de rayons X, qui sont vus près des galaxies NGC 4636 et NGC 5128 .

Les astrophysiciens disent directement qu'ils n'ont rien vu de tel. Cela peut être un phénomène naturel complètement nouveau.

Selon la classification officielle, les torches de ce type appartiennent à des sources de rayons X ultra-brillantes (ULX). Leur histoire a commencé en 2005 lorsqu'un article scientifique sur ULX près de la galaxie NGC 4697 a été publié . Près de NGC 4697, seuls deux flashs ULX courts ont été enregistrés. Personne ne comprenait ce qui causait cet étrange phénomène.

Que font les scientifiques lorsqu'ils rencontrent un phénomène étrange et inexplicable? C'est vrai, ils collectent plus d'informations. Besoin de plus de données d'observation. Peut-être sera-t-il possible de découvrir certains schémas et de proposer quelques théories.

Au cours des dernières années, l'ULX près de la galaxie NGC 4697 n'a été vue que deux fois: une fois en 2003 et une fois en 2007. L'astronome Jimmy Irwin (Jimmy Irwin) de l'Université de l'Alabama (États-Unis) avec des collègues s'est donné pour tâche de trouver les mêmes objets dans d'autres régions de l'univers. Ils ont commencé à étudier méthodiquement les données d'archives collectées par l'Observatoire de rayons X de Chandra Space. La recherche s'est concentrée sur 70 galaxies comme candidats les plus appropriés. Après avoir étudié des milliers de données d'observation, les scientifiques ont pu trouver quelque chose de similaire . Deux autres sources de rayons X ultra-brillantes ressemblant à un signal provenant de NGC 4697.

La première d'entre elles a été trouvée dans des observations archivistiques de février 2003 près de la galaxie NGC 4636, à environ 46 millions d'années-lumière de la Terre.

La deuxième source est apparue cinq fois de 2007 à 2014 autour de la galaxie NGC 5128, à environ 14 millions d'années-lumière de la Terre.

À première vue, il peut sembler que les sources trouvées sont plutôt rares. Ce n'est en fait pas le cas. Le fait est que Chandra cible des galaxies spécifiques assez rarement, par exemple une fois par an ou une fois tous les plusieurs ans. Disons, la même galaxie NGC 4697, dans laquelle le premier signal a été vu, au moment de la publication des travaux scientifiques en 2005, Chandra n'en avait observé que cinq fois. Idem avec le nombre d'observations de deux nouvelles galaxies près desquelles ULX a été découverte.

Voici à quoi ressemble l'ULX près de la galaxie NGC 5128, selon les résultats de la visualisation des données par la NASA et les auteurs des travaux scientifiques.



La même image sous une forme plus animée.

Lors de l'observation du NGC 4697 dans les deux cas, la luminosité du signal a augmenté d'environ 90 fois en environ une minute. Selon ces coordonnées, aucune source de signal optique n'est observée. Mais si nous supposons que la source est à la même distance que la galaxie, alors la luminosité maximale des éruptions dépasse 10 ³⁹ erg par seconde, c'est-à-dire que cette source a émis un flux d'énergie 2500000 fois plus que le Soleil (notre luminosité émet 3,86 · 10 ³³ erg dans la même unité de temps).

Si les mêmes hypothèses sur la distance aux sources sont vraies pour les deux nouveaux ULX, alors les scientifiques ont estimé la luminosité maximale du premier à 9 · 10 ⁴⁰ erg par seconde, et la seconde a clignoté cinq fois avec une luminosité maximale de 10 ⁴⁰ erg / s.

Le phénomène le plus proche en termes de puissance des rayons X est celui des magnétars - étoiles à neutrons avec un champ magnétique exceptionnellement fort (jusqu'à 10 ¹¹ T), découvert pour la première fois en 1998. Mais les éclairs des magnétars dans la gamme des rayons X se décomposent en quelques secondes ou dizaines de secondes. Les flashs ULX durent beaucoup plus longtemps. Ils atteignent un pic en près d'une minute et s'éteignent en moins d'une heure.

Les scientifiques suggèrent que les sources de rayons X ultra-brillantes peuvent être en quelque sorte liées aux systèmes binaires. Il s'agit soit d'un trou noir, soit d'une étoile à neutrons, liée gravitationnellement à une étoile compagne. Lorsque vous faites le tour du centre de masse commun et de l'interaction des objets du système binaire entre eux, des phénomènes étranges, tels que des éclairs de rayonnement X, sont susceptibles d'apparaître. Par exemple, si un trou noir ou une étoile à neutrons accroît la matière d'une étoile compagnon. Si vous ne tenez pas compte des périodes de flashs, alors dans les périodes calmes, ces systèmes binaires semblent tout à fait normaux. Autrement dit, les flashs n'affectent pas fatalement leur état.

Ce qui est inhabituel à propos d'ULX réside dans le fait qu'ils sont situés dans des galaxies elliptiques, c'est-à-dire dans des formations d'étoiles anciennes, contrairement aux magnétars,des pulsars de rayons X anormaux ou des sources de sursauts gamma à répétition douce qui produisent des sursauts répétés de luminosité similaire. Il s'avère que les sources de fusées éclairantes ne sont guère de nouvelles étoiles. Si ce sont de vieilles étoiles - et qu'elles brillent si fort, il y a certainement quelque chose d'inhabituel ici.

«Ce sont des explosions vraiment extraordinaires», explique Peter Maksym, co-auteur de la recherche au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (USA). "Pendant une courte période, l'une des sources est devenue l'une des ULX les plus brillantes jamais vues dans une galaxie elliptique." Vraiment incroyable.

Les astronomes ont encore beaucoup de temps à observer. De toute évidence, les fusées éclairantes près de NGC 4697 n'étaient pas aléatoires. Cela se produit près d'autres galaxies. Peut-être que l'observatoire spatial Chandra peut être envoyé un peu plus souvent dans d'anciennes galaxies, s'il y a une activité incompréhensible?

L'article scientifique a été publié le 19 octobre 2016 dans la revue Nature (doi: 10.1038 / nature19822).

Source: https://habr.com/ru/post/fr398397/