Fontes de raios X ultrabright foram encontradas em duas galáxias antigas. Um novo fenômeno natural?

Parece que a região visível do Universo é bem estudada. Conhecemos muitos tipos de estrelas e outros objetos astronômicos. Mas mesmo aqui há um lugar para fenômenos absolutamente misteriosos e inexplicáveis. E o que mais pode ser chamado de flashes super-brilhantes de raios-X, vistos perto das galáxias NGC 4636 e NGC 5128 .

Os astrofísicos dizem diretamente que não viram nada parecido. Este pode ser um fenômeno natural completamente novo.

De acordo com a classificação oficial, as explosões desse tipo pertencem a fontes de raios-X ultra-brilhantes (ULX). A história deles começou em 2005, quando foi publicado um artigo científico sobre ULX perto da galáxia NGC 4697 . Perto do NGC 4697, apenas dois flashes ULX curtos foram gravados. Ninguém entendeu o que estava causando esse fenômeno estranho.

O que os cientistas fazem quando encontram um fenômeno estranho e inexplicável? É isso mesmo, eles coletam mais informações. Precisa de mais dados observacionais. Talvez seja possível descobrir certos padrões e apresentar algumas teorias.

Nos últimos anos, o ULX perto da galáxia NGC 4697 foi visto apenas duas vezes: uma em 2003 e outra em 2007. O astrônomo Jimmy Irwin (Jimmy Irwin) da Universidade do Alabama (EUA), com colegas, estabeleceu a tarefa de encontrar os mesmos objetos em outras regiões do universo. Eles começaram a estudar metodicamente os dados arquivados coletados pelo Observatório de Raios-X do Espaço Chandra. A pesquisa se concentrou em 70 galáxias como os candidatos mais adequados. Depois de estudar milhares de dados observacionais, os cientistas foram capazes de encontrar algo semelhante . Duas outras fontes de raios X ultra-brilhantes que se assemelham a um sinal da NGC 4697.

A primeira delas foi encontrada em observações de arquivo de fevereiro de 2003, perto da galáxia NGC 4636, a cerca de 46 milhões de anos-luz da Terra.

A segunda fonte apareceu cinco vezes de 2007 a 2014 em torno da galáxia NGC 5128, a cerca de 14 milhões de anos-luz da Terra.

À primeira vista, pode parecer que as fontes encontradas são bastante raras. Este não é realmente o caso. O fato é que Chandra tem como alvo galáxias específicas muito raramente, por exemplo, uma vez por ano ou uma vez a cada vários anos. Digamos, a mesma galáxia NGC 4697, na qual o primeiro sinal foi visto, no momento da publicação do trabalho científico em 2005, Chandra havia observado apenas cinco vezes. O mesmo acontece com o número de observações de duas novas galáxias perto das quais o ULX foi descoberto.

É assim que o ULX se aproxima da galáxia NGC 5128, de acordo com os resultados da visualização de dados pela NASA e pelos autores do trabalho científico.



A mesma imagem de forma mais animada.

Ao observar o NGC 4697 em ambos os casos, o brilho do sinal aumentou cerca de 90 vezes em cerca de um minuto. De acordo com essas coordenadas, nenhuma fonte de sinal óptico é observada. Mas se assumirmos que a fonte está à mesma distância da galáxia, o pico de luminosidade das explosões excede 10 ³⁹ erg por segundo, ou seja, essa fonte emitiu um fluxo de energia 2.500.000 vezes mais que o Sol (nossa luminosidade emite 3,86 · 10 ³³ erg na mesma unidade de tempo).

Se as mesmas suposições sobre a distância das fontes são verdadeiras para os dois novos ULXs, os cientistas estimaram o pico de luminosidade do primeiro deles em 9,10 ⁴⁰ erg por segundo, e o segundo brilhou cinco vezes com um pico de luminosidade de 10 ⁴⁰ erg / s.

O fenômeno mais próximo em termos de potência dos raios X são os magnetares - estrelas de nêutrons com um campo magnético extremamente forte (até 10 ¹¹ T), descoberto pela primeira vez em 1998. Mas flashes de magnetares no raio-x decaem em alguns segundos ou dezenas de segundos. Os flashes ULX duram muito mais tempo. Eles atingem o pico em quase um minuto e morrem em uma hora.

Os cientistas sugerem que fontes de raios-x ultra-brilhantes podem estar de alguma forma conectadas com sistemas binários. Este é um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, gravitacionalmente conectada a uma estrela companheira. Quando você gira em torno do centro comum de massa e a interação de objetos do sistema binário um com o outro, fenômenos estranhos, como flashes de radiação de raios-x, provavelmente aparecerão. Por exemplo, se um buraco negro ou uma estrela de nêutrons acumular a matéria de uma estrela companheira. Se você não levar em consideração os períodos dos flashes, em períodos silenciosos, esses sistemas binários parecerão bastante normais. Ou seja, os flashes não afetam fatalmente sua condição.

O que é incomum no ULX reside no fato de estarem localizados em galáxias elípticas, ou seja, em formações estelares antigas, diferentemente dos magnetares,pulsares de raios X anormais ou fontes de rajadas de raios gama que se repetem suavemente que produzem rajadas repetidas de brilho semelhante. Acontece que as fontes de erupções dificilmente são novas estrelas. Se estas são estrelas antigas - e brilham com tanta intensidade, há definitivamente algo incomum aqui.

"Essas são explosões verdadeiramente extraordinárias", diz Peter Maksym, co-autor de pesquisas no Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (EUA). "Por um curto período, uma das fontes se tornou uma das mais brilhantes ULX já vistas em uma galáxia elíptica." Realmente incrível.

Os astrônomos ainda têm muito tempo para observar. Claramente, as chamas próximas a NGC 4697 não foram aleatórias. Isso acontece perto de outras galáxias. Talvez o observatório espacial Chandra possa ser enviado com mais frequência para galáxias antigas, se houver uma atividade incompreensível?

O artigo científico foi publicado em 19 de outubro de 2016 na revista Nature (doi: 10.1038 / nature19822).

Source: https://habr.com/ru/post/pt398397/