Įsivaizduokite, kad žengiate į tirštą rūką ir matote ne automobilio žibintus, o silpniausias šviesos aureoles aplink gatvės žibintų grupę. Jos šviesios. Paprasčiausiai negalite matyti daugumos jų švytėjimo, nes rūkas sugeria bangas, kurių reikalingos jūsų akims. Astronomai susidūrė su tuo pačiu reiškiniu tyrinėdami netoliese esančias galaktikas: 84 objektai, besislepiantys rentgeno juostos minkščiausiuose ruožuose ir praktiškai nematomi, kol jų nepažvelgiama tinkamu būdu.
Peržiūrint archyvinius NASA Chandra rentgeno observatorijos duomenis buvo atrasti šie šaltiniai. Komandą, vadovaujamą Mustafa Muhibullah iš Alabamos universiteto, jie pavadino hiperminkštaisiais rentgeno šaltiniais. Šis terminas reiškia neįprastai mažos energijos rentgeno fotonus, kuriuos Chandra fiksuoja iš šių objektų; didžioji jų spinduliavimo jėga, atrodo, tenka dar minkštesnėms, ekstremalaus ultravioletinio (EUV) juostoms, kurias mūsų teleskopai retai registruoja.
Hiperminkštųjų rentgeno šaltinių iliustracija elipsinėje galaktikoje NGC 3379 (kairėje) ir spiralinėje galaktikoje M101 (dešinėje), kur šaltiniai paryškinti purpurine ir magentos spalvomis. Vaizdas patobulintas iliustracijos tikslais.
Kodėl šie objektai išliko paslėpti
Chandra fiksuoja reikšmingą signalą aukštos energijos rentgeno spinduliams, tačiau kai fotono energija nukrenta žemiau kelių dešimtųjų kiloelektrovolto, teleskopo jautrumas mažėja. Tarpžvaigždinis dujų sluoksnis dar labiau apsunkina situaciją. Ekstremalus ultravioletas, arba EUV, yra efektyviai sugeriamas žvaigždžių tarpusavyje esančių dujų. Į Chandrą patenka tik spinduliavimo mažos energijos uodega, paprastai 0,15–0,3 keV lange. Silpnumas šiame energijų diapazone lėmė, kad šiuos objektus ankstesnėse apžvalgose buvo lengva praleisti.
Aptikimas nebuvo atsitiktinumas. Šaltiniai pasikartojo tose pačiose dangaus padėtyse nepriklausomose stebėjimuose ir kai kuriais atvejais buvo patvirtinti XMM-Newton. Jie taip pat rodo erdvinius dėsningumus: keli eina palei M101 spiralinius žiedus, o kiti susiję su vyresnėmis žvaigždžių populiacijomis elipsinėse galaktikose, tokiose kaip NGC 3379. Statistiniai modeliai rodo, kad mažiau nei 3 procentai šių aptikimų yra atsitiktiniai sutampimai su nesusijusiais foniniais objektais.
Hiperminkšti rentgeno šaltiniai elipsinės galaktikos NGC 3379 centrinėje dalyje. Šaltiniai pasirodo prie žemiausių rentgeno energijų, prieinamų Chandrai, tarp 0,15 ir 0,3 keV (kairėje), bet tarp 0,3 ir 1,0 keV rodo mažai arba jokio spinduliavimo (dešinėje). Baltos elipsės pažymi jų vietas.
Kuo gali būti kiekvienas spindesys?
Vieno aiškaus paaiškinimo nėra. Terminas „hiperminkštas“ apibūdina spektrą, pasiekiantį mūsų prietaisus, o ne vieną konkrečią fizinę varomąją jėgą. Tikėtinos klasės apima branduoliškai degančius baltuosius nykštukus, kaupiančius medžiagą iš kompaniono, nesenas novas, vis dar atvėstančias po protrūkio, neutronines žvaigždes neįprastuose akrecijos režimuose arba žvaigždžių masės juodąsias skyles, kurių spinduliavimas stipriai perkeliamas į EUV juostas.
Vienas iš priežasčių, kodėl tai svarbu: Ia tipo supernovės, termobranduoliniai sprogimai naudojami kosminių atstumų matavimui, reikalauja baltųjų nykštukų, kurie auga link kritinės masės. Stebėjimų metu matome daug sprogimų, tačiau žymiai mažiau kandidatų progenitorių jų stabilioje, akrecuojančioje fazėje nei rodo modeliai. Jei dalis hiperminkštųjų šaltinių yra baltieji nykštukai, tyliai deginantys sukauptą medžiagą ir skleidžiantys daugiausia EUV, jie galėtų užpildyti dalį trūkstamos populiacijos.
„Labiausiai mus nustebino tai, kad, nepaisant tokio aptikimo sudėtingumo, jie gali būti itin šviesūs“, sakė Muhibullah. Tiesioginis EUV dominuojančio spinduliavimo fiksavimas būtų lemtingas, tačiau tarpžvaigždinė terpė kišasi.
Kiek daugiau jų gali būti ten?
Chandros mažėjantis jautrumas žemoms energijoms ir detektoriaus užterštumas reiškia, kad 84 identifikuoti objektai tikriausiai yra ledkalnio viršūnė. Komanda mano, kad Chandra užfiksavo ryškiausius iš daug didesnės populiacijos. Jei taip, galaktikos slepia paslėptą grupę, galinčią per EUV spinduliavimą paveikti vietinę jonizaciją, šildymą ir tarpžvaigždinės terpės cheminię sudėtį. Kitaip tariant, jie galėtų tyliai pakeisti savo aplinką be akivaizdžių optinių ar aukštos energijos rentgeno požymių.
Kokie stebėjimai pašalins šią dviprasmybę?
Temperatūra yra raktas. Vienu metu atliekami ultravioletiniai ir minkštųjų rentgeno spindulių stebėjimai gali apriboti spektrinių energijos pasiskirstymų savybes ir atskleisti, ar objektas yra karštas baltasis nykštukas, vėstantis novos apvalkalas ar akrecuojantis kompaktiškas objektas. Ateities misijos su geresniu žemųjų energijų rentgeno pralaidumu ir instrumentais, jautriais EUV juostai, būtų transformuojančios. Tokios koncepcijos kaip Lynx rentgeno observatorija arba ESA Athena galėtų padėti, taip pat ir tikslinės kampanijos, naudojant Hablo ultravioletinius instrumentus bei koordinuotus rentgeno stebėjimus Chandros ar XMM-Newton.
Be naujų misijų, kruopštus archyvinių duomenų išnkimas, patobulintos detektorių kalibracijos ir bendros daugiaspalvės kampanijos pagilins supratimą. Jei net nedidelė paslėptos populiacijos dalis pasirodys esanti branduoliškai degančiais baltaisiais nykštukais, astronomai įgis retą galimybę pažvelgti į priešsupernovinę evoliuciją ir geriau suprasti Ia tipo progenitorių problemą.
Eksperto nuomonė
Dr. Lena Ortiz, astrofizikė, tyrinėjanti kompaktiškus dvigubus žvaigždžių rinkinius, komentavo: „Šis atradimas pabrėžia atrankos efektą, su kuriuo gyvename dešimtmečius. Visata skleidžia spinduliavimą per plačią spektrą. Jei stebite tik siaurą juostą, praleisite ištisas populiacijas. Šie hiperminkšti šaltiniai kviečia išplėsti mūsų stebėjimų strategiją. Nustatę jų temperatūras ir kintamumą sužinosime, ar tai trūkstamos Ia tipo supernovų sėklos, ar netikėta akrecuojančių objektų klasė.“
Išvados
Šie 84 hiperminkšti rentgeno šaltiniai primena, kad galingi spinduliuotojai gali slėptis akivaizdžioje vietoje, kai jų fotonai perkelti į bangas, kurias mūsų prietaisai sunkiai fiksuoja. Atradimas atveria praktines ir teorines tyrimų kryptis: vykdyti koordinuotus ultravioletinius ir rentgeno stebėjimus, peržiūrėti Ia tipo supernovų progenitorių demografiją ir planuoti instrumentus, atkuriant EUV dangų. Žingsnis po žingsnio rūkas sklaidosi.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.