Астрономы, следящие за взрывом сверхновой в близлежащей галактике M83, вместо этого стали свидетелями чудовищного взрыва другого типа: нового ультрафиолетового источника рентгеновского излучения, или ULX. В том, что ученые называют «необычайной вспышкой», ULX в M83 увеличил яркость рентгеновского излучения по крайней мере в 3000 раз, что является одним из самых больших изменений в рентгеновском излучении, когда-либо виденных для этого типа объектов.
«Вспышка этого ULX застала нас врасплох и стала верным признаком того, что мы обнаружили что-то новое о том, как растут черные дыры», - сказал Роберто Сория из Университета Кертин в Австралии, который руководил новым исследованием.
Исследователи говорят, что этот взрыв является прямым доказательством популяции старых, изменчивых звездных черных дыр и дает новое понимание природы таинственного класса черных дыр, которые могут производить столько рентгеновских лучей, сколько миллионы солнц излучают на всех длинах волн. ,
Астрофизик Билл Блэр из Университета Джона Хопкинса, пишущий в блоге Chandra «Забавная вещь, произошедшая в ожидании следующей сверхновой в M83», сказал, что эта галактика, также известная как Галактика Южного Вертушки, «является удивительным даром природы. На расстоянии 15 миллионов световых лет он фактически является одной из ближайших галактик (всего в 7-8 раз дальше, чем галактика Андромеды), но выглядит почти точно лицом к лицу, давая землянам фантастический вид на его прекрасные спиральные рукава и активное звездообразующее ядро ».
M83 породил шесть наблюдаемых сверхновых с 1923 года, но последний из них был в 1983 году. «Мы запоздали на новую сверхновую!» Блэр написал.
Так, многие астрономы наблюдали за M83, надеясь обнаружить новую сверхновую, но вместо этого увидели резкий скачок яркости рентгеновского излучения, который, по мнению исследователей, вероятно произошел из-за внезапного увеличения количества материала, попадающего в черный цвет. отверстие.
ULX может испускать больше рентгеновских лучей, чем большинство «нормальных» двойных систем, в которых звезда-компаньон находится на орбите вокруг нейтронной звезды или черной дыры. Рентгеновское излучение большого размера говорит о том, что ULX содержат черные дыры, которые могут быть гораздо более массивными, чем те, которые можно найти в других местах нашей галактики.
Сопутствующие звезды для ULX, когда идентифицированы, обычно являются молодыми, массивными звездами, подразумевая, что их черные дыры также являются молодыми. Последнее исследование, однако, предоставляет прямые доказательства того, что ULX могут содержать гораздо более старые черные дыры, и некоторые источники могут быть ошибочно идентифицированы как молодые.
Наблюдения М83 были сделаны в течение нескольких лет с Чандрой. Никаких признаков ULX не было обнаружено на исторических рентгеновских снимках, сделанных с помощью Обсерватории Эйнштейна в 1980 году, ROSAT в 1994 году, XMM-Newton Европейского космического агентства в 2003 и 2008 годах, Обсерватории Свифт НАСА в 2005 году, наблюдений на телескопе Магеллана в апреле 2009 года или на изображении Хаббла, полученном в августе 2009 года.
Но в 2011 году Сория и его коллеги использовали оптические изображения из Обсерватории Близнецов и космического телескопа Хаббла НАСА и увидели ярко-синий источник в месте расположения источника рентгеновского излучения.
Отсутствие источника синего цвета на более ранних изображениях указывает на то, что звезда-компаньон в черной дыре более тусклая, красная и имеет гораздо меньшую массу, чем большинство спутников, которые ранее были непосредственно связаны с ULX. Яркое синее оптическое излучение, наблюдаемое в 2011 году, должно быть вызвано резким накоплением большего количества материала от звезды-компаньона.
«Если бы ULX наблюдался только во время своего пика рентгеновского излучения в 2010 году, систему легко можно было бы принять за черную дыру с массивным, гораздо более молодым звездным спутником, возрастом от 10 до 20 миллионов лет», - сказал соавтор. -автор Блэр.
Спутником черной дыры в M83, вероятно, является красная гигантская звезда, возраст которой не менее 500 миллионов лет, а ее масса в четыре раза больше солнечной. Теоретические модели эволюции звезд предполагают, что черная дыра должна быть почти такой же старой, как и ее спутник.
Другой ULX, содержащий летучую старую черную дыру, был недавно обнаружен в галактике Андромеды командой под руководством Аманприта Каура из Клемсонского университета, опубликованной в февральском выпуске Астрономии и астрофизики за 2012 год. Мэтью Миддлтон и его коллеги из Университета Дарема сообщили больше информации в мартовском выпуске «Ежемесячных уведомлений Королевского астрономического общества» за 2012 год. Они использовали данные Chandra, XMM-Newton и HST, чтобы показать, что ULX очень изменчив, а его спутник - старая красная звезда.
«С этими двумя объектами становится ясно, что есть два класса ULX, один из которых содержит молодые, постоянно растущие черные дыры, а другой содержит старые черные дыры, которые беспорядочно растут», - сказал Кип Кунц, соавтор новой статьи M83, также из Университета Джона Хопкинса. «Нам очень повезло наблюдать объект M83 в нужное время, чтобы провести сравнение до и после».
Документ, описывающий эти результаты, появится в выпуске Astrophysical Journal от 10 мая.
Источники: НАСА, Чандра Блог
