Οι αστρονόμοι παρακολουθούν μια έκρηξη σουπερνόβα στον κοντινό γαλαξία M83, αντίθετα, είδαν μια τεράστια έκρηξη άλλου τύπου: μια νέα πηγή υπεριώδους ακτινογραφίας ή ULX. Σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «έκτακτη έκρηξη», το ULX στο M83 αυξήθηκε σε φωτεινότητα ακτίνων Χ τουλάχιστον 3.000 φορές, μία από τις μεγαλύτερες αλλαγές στις ακτίνες Χ που έχουν δει ποτέ για αυτόν τον τύπο αντικειμένου.
«Η έξαρση αυτού του ULX μας εξέπληξε και ήταν σίγουρο σημάδι ότι ανακαλύψαμε κάτι νέο σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες», δήλωσε ο Roberto Soria του Πανεπιστημίου Curtin στην Αυστραλία, ο οποίος ηγήθηκε της νέας μελέτης.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτή η έκρηξη παρέχει άμεσες αποδείξεις για έναν πληθυσμό παλαιών, πτητικών αστρικών μαύρων τρυπών και δίνει νέα εικόνα για τη φύση μιας μυστηριώδους κατηγορίας μαύρων τρυπών που μπορεί να παράγει τόση ενέργεια στις ακτίνες Χ όσο ένα εκατομμύριο ήλιοι ακτινοβολούν σε όλα τα μήκη κύματος .
Ο αστροφυσικός Μπιλ Μπλερ του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, γράφοντας στο Chandra Blog, «Ένα αστείο πράγμα συνέβη εν αναμονή του επόμενου σουπερνόβα το M83», δήλωσε αυτός ο γαλαξίας, γνωστός και ως ο νότιος γαλαξίας Pinwheel, «είναι ένα καταπληκτικό δώρο της φύσης. Σε απόσταση 15 εκατομμυρίων ετών φωτός, είναι στην πραγματικότητα ένας από τους πιο στενούς γαλαξίες (μόνο 7-8 φορές πιο μακριά από τον γαλαξία της Ανδρομέδας), αλλά εμφανίζεται σχεδόν ακριβώς πρόσωπο με πρόσωπο, δίνοντας στους γήινους μια φανταστική θέα των όμορφων σπειροειδών βραχιόνων και ενεργός πυρήνας που σχηματίζει αστέρια. "
Ο M83 δημιούργησε έξι παρατηρούμενους σουπερνόβα από το 1923, αλλά το τελευταίο ήταν το 1983. «Έχουμε καθυστερήσει για ένα νέο σουπερνόβα!» Ο Μπλερ έγραψε.
Έτσι, πολλοί αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει το M83, ελπίζοντας να εντοπίσουν ένα νέο σουπερνόβα, αλλά αντίθετα είδαν ένα δραματικό άλμα στη φωτεινότητα των ακτίνων Χ, το οποίο σύμφωνα με τους ερευνητές, πιθανότατα συνέβη λόγω ξαφνικής αύξησης της ποσότητας υλικού που πέφτει στο μαύρο τρύπα.
Ένα ULX μπορεί να εκπέμπει περισσότερες ακτίνες Χ από τα περισσότερα «κανονικά» δυαδικά συστήματα στα οποία ένα συνοδευτικό αστέρι βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα. Η υπέρμετρη εκπομπή ακτίνων Χ υποδηλώνει ότι τα ULX περιέχουν μαύρες τρύπες που μπορεί να είναι πολύ πιο μαζικές από αυτές που βρίσκονται αλλού στον γαλαξία μας.
Τα συνοδευτικά αστέρια των ULX, όταν αναγνωρίζονται, είναι συνήθως μικρά, τεράστια αστέρια, που υποδηλώνουν ότι οι μαύρες τρύπες τους είναι επίσης νέοι. Η τελευταία έρευνα, ωστόσο, παρέχει άμεσες ενδείξεις ότι τα ULX μπορούν να περιέχουν πολύ παλαιότερες μαύρες τρύπες και ορισμένες πηγές μπορεί να έχουν αναγνωριστεί εσφαλμένα ως νέες.
Οι παρατηρήσεις του M83 έγιναν για μια περίοδο αρκετών ετών με τον Chandra. Δεν βρέθηκε κανένα σημάδι του ULX σε ιστορικές εικόνες ακτίνων Χ που έγιναν με το Παρατηρητήριο του Αϊνστάιν το 1980, το ROSAT το 1994, το XMM-Newton της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας το 2003 και το 2008, το παρατηρητήριο Swift της NASA το 2005, τις παρατηρήσεις του Τηλεσκοπίου Magellan τον Απρίλιο του 2009 ή σε μια εικόνα του Χαμπλ που αποκτήθηκε τον Αύγουστο του 2009.
Αλλά το 2011, ο Soria και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν οπτικές εικόνες από το Παρατηρητήριο Gemini και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA και είδαν μια φωτεινή μπλε πηγή στη θέση της πηγής ακτίνων Χ.
Η έλλειψη μπλε πηγής στις προηγούμενες εικόνες δείχνει ότι το συνοδευτικό αστέρι της μαύρης τρύπας είναι πιο αχνό, πιο κόκκινο και έχει πολύ χαμηλότερη μάζα από ό, τι οι περισσότεροι σύντροφοι που είχαν προηγουμένως συνδεθεί άμεσα με ULX. Οι φωτεινές, μπλε οπτικές εκπομπές που παρατηρήθηκαν το 2011 πρέπει να οφείλονται σε μια δραματική συσσώρευση περισσότερου υλικού από το συνοδευτικό αστέρι.
"Εάν το ULX είχε παρατηρηθεί μόνο κατά τη διάρκεια της αιχμής των εκπομπών ακτίνων Χ το 2010, το σύστημα θα μπορούσε εύκολα να κάνει λάθος για μια μαύρη τρύπα με έναν τεράστιο, πολύ νεότερο αστρικό σύντροφο, ηλικίας περίπου 10 έως 20 εκατομμυρίων ετών", δήλωσε ο συν. - συγγραφέας Μπλερ.
Ο σύντροφος της μαύρης τρύπας στο M83 είναι πιθανώς ένα κόκκινο γιγαντιαίο αστέρι ηλικίας τουλάχιστον 500 εκατομμυρίων ετών, με μάζα μικρότερη από τέσσερις φορές τον ήλιο. Τα θεωρητικά μοντέλα για την εξέλιξη των αστεριών υποδηλώνουν ότι η μαύρη τρύπα πρέπει να είναι σχεδόν τόσο παλιά όσο και η σύντροφό της.
Ένα άλλο ULX που περιέχει μια πτητική, παλιά μαύρη τρύπα ανακαλύφθηκε πρόσφατα στον γαλαξία της Ανδρομέδας από μια ομάδα με επικεφαλής τον Amanpreet Kaur από το Πανεπιστήμιο Clemson, που δημοσιεύθηκε στο τεύχος Φεβρουαρίου 2012 Αστρονομία και Αστροφυσική. Ο Μάθιου Μίντλετον και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο του Ντάρχαμ ανέφεραν περισσότερες πληροφορίες στο τεύχος Μαρτίου 2012 των Μηνιαίων Ειδοποιήσεων της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Χρησιμοποίησαν δεδομένα από τα Chandra, XMM-Newton και HST για να δείξουν ότι το ULX είναι πολύ μεταβλητό και ο σύντροφός του είναι ένα παλιό, κόκκινο αστέρι.
«Με αυτά τα δύο αντικείμενα, καθίσταται σαφές ότι υπάρχουν δύο κατηγορίες ULX, το ένα περιέχει νέους, συνεχώς αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες και το άλλο περιέχει παλιές μαύρες τρύπες που μεγαλώνουν ακανόνιστα», δήλωσε ο Kip Kuntz, συν-συγγραφέας του νέου M83, επίσης από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins. «Ήμασταν πολύ τυχεροί που παρατηρήσαμε το αντικείμενο M83 την κατάλληλη στιγμή για να κάνουμε τη σύγκριση πριν και μετά».
Ένα έγγραφο που περιγράφει αυτά τα αποτελέσματα θα εμφανιστεί στο τεύχος της Astrophysical Journal στις 10 Μαΐου.
Πηγές: NASA, Chandra Blog
