Astronomové, kteří dávají pozor na výbuch supernovy v blízké galaxii M83, byli svědky úžasného výbuchu jiného typu: nového ultrafialového zdroje rentgenových paprsků nebo ULX. V čem vědci nazývají „mimořádný výbuch“, ULX v M83 zvýšila rentgenovou jasnost nejméně 3 000krát, což je jedna z největších změn rentgenového záření, jaké se u tohoto typu objektu kdy vyskytly.
"Rozhoření tohoto ULX nás překvapilo a bylo to jisté znamení, že jsme objevili něco nového o tom, jak rostou černé díry," řekl Roberto Soria z Curtin University v Austrálii, který vedl novou studii.
Vědci říkají, že tento výbuch poskytuje přímý důkaz pro populaci starých, těkavých hvězdných černých děr a dává nový pohled na povahu tajemné třídy černých děr, které mohou produkovat tolik energie v rentgenovém paprsku, jak milion slunečních paprsků vyzařuje na všech vlnových délkách .
Astrofyzik Bill Blair z Johns Hopkins University, který napsal na blogu Chandra: „Zábavná věc se stala při čekání na příští Supernovu v M83,“ uvedla tato galaxie, známá také jako galaxie jižní větrník, „je úžasným darem přírody. Ve vzdálenosti 15 miliónů světelných let je to vlastně jedna z bližších galaxií (jen 7-8krát více než galaxie Andromeda), ale vypadá to téměř přesně tváří v tvář, což dává pozemšťanům fantastický pohled na jeho krásné spirálové paže a aktivní jádro tvořící hvězdu. “
M83 vytvořil šest pozorovaných supernov od roku 1923, ale poslední z nich byl v roce 1983. „Již jsme čekali na novou supernovu!“ Blair napsal.
Mnoho astronomů tedy pozorovalo M83 v naději, že spatří novou supernovu, ale místo toho viděl dramatický skok v rentgenové jasnosti, k němuž podle vědců pravděpodobně došlo kvůli náhlému zvýšení množství materiálu padajícího do černé otvor.
ULX může vydat více rentgenů než většina „normálních“ binárních systémů, ve kterých je společenská hvězda na oběžné dráze kolem neutronové hvězdy nebo černé díry. Super-velká rentgenová emise naznačuje, že ULX obsahují černé díry, které by mohly být mnohem masivnější než ty, které se nacházejí jinde v naší galaxii.
Společnými hvězdami do ULX, jsou-li identifikovány, jsou obvykle mladé, hmotné hvězdy, což znamená, že jejich černé díry jsou také mladé. Nejnovější výzkum však poskytuje přímý důkaz, že ULX mohou obsahovat mnohem starší černé díry a některé zdroje mohou být mylně identifikovány jako mladé.
Pozorování M83 byla prováděna v průběhu několika let u Chandry. U historických rentgenových snímků pořízených pomocí Einsteinovy observatoře v roce 1980, ROSAT v roce 1994, XMM-Newton Evropské vesmírné agentury v roce 2003 a 2008, Swiftovy observatoře NASA v roce 2005, pozorování Magellan Telescope v dubnu 2009 nebyly nalezeny žádné známky ULX nebo v Hubbleově snímku získaném v srpnu 2009.
V roce 2011 však Soria a jeho kolegové použili optické obrazy z observatoře Gemini a Hubbleovho vesmírného dalekohledu NASA a na pozici rentgenového zdroje viděli jasně modrý zdroj.
Nedostatek modrého zdroje v dřívějších obrázcích naznačuje, že doprovodná hvězda černé díry je slabší, červenější a má mnohem nižší hmotnost než většina společníků, kteří byli dříve přímo spojeni s ULX. Jasná, modrá optická emise pozorovaná v roce 2011 musela být způsobena dramatickou akumulací více materiálu od doprovodné hvězdy.
"Pokud by byl ULX pozorován pouze během svého maxima rentgenové emise v roce 2010, mohl by se systém snadno zaměnit za černou díru s mohutnou, mnohem mladší hvězdnou společnicí, která je stará asi 10 až 20 milionů let," uvedl -autor Blair.
Doprovodem k černé díře v M83 je pravděpodobně červená obří hvězda stará nejméně 500 milionů let s hmotností méně než čtyřikrát vyšší než slunce. Teoretické modely pro vývoj hvězd naznačují, že černá díra by měla být téměř stejně stará jako její společník.
Další ULX obsahující těkavou starou černou díru nedávno objevil v galaxii Andromeda tým vedený Amanpreetem Kaurem z Clemson University, zveřejněným v únorovém čísle Astronomie a astrofyziky. Matthew Middleton a jeho kolegové z University of Durham uvedli více informací v březnovém čísle Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Použili data z Chandry, XMM-Newtonu a HST, aby ukázali, že ULX je vysoce variabilní a jeho společníkem je stará červená hvězda.
"U těchto dvou objektů je jasné, že existují dvě třídy ULX, jedna obsahující mladé, trvale rostoucí černé díry a druhá obsahující staré černé díry, které rostou nepravidelně," řekl Kip Kuntz, spoluautor nového papíru M83, také z Johns Hopkins University. "Měli jsme to štěstí, že jsme mohli objekt M83 pozorovat ve správný čas, abychom provedli srovnání před a po porovnání."
Příspěvek popisující tyto výsledky se objeví v 10. vydání časopisu The Astrophysical Journal.
Zdroje: NASA, Chandra Blog
