Более шестидесяти лет астрономы изучают Вселенную для источников рентгеновского излучения. Известно, что обнаружение космических рентгеновских лучей является сложной задачей для звезд, облаков перегретого газа, межзвездных сред и разрушительных событий. В последние десятилетия астрономы получили огромную выгоду от развертывания орбитальных телескопов, таких как рентгеновская обсерватория Чандра.
С момента запуска 23 июля 1999 года Чандра была флагманской миссией НАСА в области рентгеновской астрономии. И на прошлой неделе (30 марта 2017 года) Обсерватория совершила нечто очень впечатляющее. Используя набор современных инструментов, обсерватория запечатлела таинственную вспышку, исходящую из глубокого космоса. Это был не только самый глубокий источник рентгеновских лучей, но и то, что могло быть совершенно новым явлением.
Расположенный в области неба, известной как Чандра Глубокое Поле-Юг (CDF-S), этот источник рентгеновского излучения, по-видимому, пришел из небольшой галактики, расположенной примерно в 10,7 миллиардов световых лет от Земли. Он также обладал некоторыми замечательными свойствами, производя в течение нескольких минут больше энергии, чем все звезды в галактике, вместе взятые.
Первоначально обнаруженный в 2014 году группой исследователей из Университета штата Пенсильвания и Папского католического университета в Сантьяго, Чили, этот источник сначала даже не был обнаружен в рентгеновском диапазоне. Однако, это быстро привлекло внимание команды, поскольку это разразилось и стало 1000 ярче в течение нескольких часов. В этот момент исследователи начали собирать данные с использованием усовершенствованного спектрометра CCD Imaging от Chandra.
Через день после вспышки источник рентгеновского излучения исчез до такой степени, что Чандра уже не мог его обнаружить. Ниль Брандт, профессор астрономии и астрофизики им. Верна М. Виллемана в штате Пенсильвания и член команды, впервые наблюдавшей за ним, описал это открытие в пресс-релизе Penn State:
«Этот вспыхивающий источник был замечательным неожиданным бонусом, который мы случайно обнаружили в наших попытках исследовать плохо изученную область ультра-слабой рентгеновской вселенной. Мы определенно «повезли» с этой находкой, и теперь у нас есть новое захватывающее переходное явление, которое предстоит изучить в будущем ».
Затем были проведены консультации с тысячами часов унаследованных данных с космических телескопов Хаббла и Спитцера, чтобы определить местоположение рентгеновского источника CDF-S. И хотя ученые смогли определить, что изображение источника рентгеновского излучения поместило его за пределы того, что наблюдалось ранее, они не совсем ясно, что могло вызвать его.
С одной стороны, это может быть результатом какого-то разрушительного события или чего-то, чего ученые никогда раньше не видели. Причина этого связана с тем фактом, что рентгеновские вспышки также сопровождаются гамма-всплеском (GRB), который, по-видимому, здесь отсутствует. По сути, гамма-всплески представляют собой взрывы в виде струи, которые инициируются коллапсом массивной звезды или слиянием двух нейтронных звезд (или нейтронной звезды с черной дырой).
Из-за этого было предложено три возможных объяснения. В первом случае источник рентгеновского излучения CDF-S действительно является результатом коллапса звезды или слияния, но возникающие в результате струи не направлены на Землю. Во втором, тот же сценарий отвечает за источник рентгеновского излучения, но GRB находится за пределами маленькой галактики. Третье возможное объяснение состоит в том, что это событие было вызвано черной дырой среднего размера, разрывающей белую карликовую звезду.
К сожалению, ни одно из этих объяснений не соответствует данным. Тем не менее, эти исследовательские группы также отметили, что эти возможности не так хорошо поняты, так как ни одна из них не была свидетелем во Вселенной. Как сказал астроном из Папского католического университета Чили Франц Бауэр: «С тех пор как мы обнаружили этот источник, мы изо всех сил пытались понять его происхождение. Как будто у нас есть мозаика, но у нас не все кусочки ».
Чандра не только не наблюдала никаких других источников рентгеновского излучения, подобных этому, в течение 17 лет, в течение которых она исследовала область CDF-S, но и космические телескопы нигде во Вселенной не наблюдали подобных событий за почти два десятилетия своей работы. , Кроме того, это событие было ярче, недолгим и происходило в меньшей, более молодой принимающей галактике, чем другие необъяснимые рентгеновские источники.
Из всего этого, единственный вывод, по-видимому, заключается в том, что событие, вероятно, было результатом катастрофического события, такого как нейтронная звезда или белый карлик, разрываемый на части. Но тот факт, что ни одно из более правдоподобных объяснений, по-видимому, не объясняет его специфические характеристики, может свидетельствовать о том, что астрономы могли быть свидетелями совершенно нового типа катастрофического события.
Исследование группы - «Новое слабое население с рентгеновским переходным процессом» - доступно в Интернете и будет опубликовано в июньском выпуске 2017 года. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, Тем временем астрономы будут анализировать данные, полученные Чандрой и другими рентгеновскими обсерваториями - такими как XMM-Newton от ESA и Swift Gamma-Ray Burst Mission от НАСА, - чтобы выяснить, смогут ли они найти какие-либо другие случаи такого рода событий. ,
И, конечно же, будущие обзоры, проводимые с использованием Chandra и рентгеновских телескопов следующего поколения, также будут искать эти виды короткоживущих высокоэнергетических рентгеновских вспышек. Всегда хорошо, когда Вселенная бросает нам изогнутый шар. Это не только показывает нам, что нам нужно многому научиться, но также учит нас, что мы никогда не должны удовлетворяться нашими теориями.
Обязательно посмотрите эту анимацию источника рентгеновского излучения CDF-S, любезно предоставленную рентгеновской обсерваторией Чандра:
