NGC 5128: Tajemnicze obiekty błyskające w zakresie rentgenowskim

dnia 21/10/2016
Źródło: NASA/CXC/UA/J. Irwin et al.

Źródło: NASA/CXC/UA/J. Irwin et al.

Powyższe zdjęcie przedstawia położenie niesamowitego źródła, które charakteryzuje się dramatycznymi rozbłyskami promieniowania rentgenowskiego nieprzypominającymi żadnego znanego obiektu. Wraz z innym podobnym źródłem odkrytym w innej galaktyce, obiekty te mogą stanowić zupełnie nowe – nieznane dotąd – zjawisko astrofizyczne.

Obydwa obiekty zostały odkryte w galaktykach eliptycznych NGC 5128 (znanej także jako Centaurus A) przedstawionej powyżej i NGC 4636. Na powyższym zdjęciu wykonanym za pomocą Kosmicznego Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra czerwonym, zielonym i niebieskim kolorem zaznaczono odpowiednio promieniowanie rentgenowskie o niskiej, średniej i wysokiej energii. Położenie rozbłyskującego źródła zaznaczono kwadratem w dolnej, lewej części kadru.

Obydwa tajemnicze źródła gwałtownie rozbłyskują stając się setki razy jaśniejsze w zakresie rentgenowskim w ciągu zaledwie minuty, a następnie stopniowo powracają do pierwotnego poziomu jasności w ciągu godziny po rozbłysku. W szczycie jasności obiekty te zakwalifikować można jako ultrajasne źródła rentgenowskie (ULX) emitujące setki do tysięcy razy więcej promieniowania rentgenowskiego niż typowe rentgenowskie układy podwójne, w których jednym z obiektów jest gwiazda, a drugim czarna dziura lub gwiazda neutronowa.

Pięć rozbłysków zarejestrowano w przypadku źródła znajdującego się w pobliżu NGC 5128, galaktyki znajdującej się 12 milionów lat świetlnych od Ziemi. Animacja przedstawia średnią zmianę jasności w zakresie rentgenowskim w przypadku trzech rozbłysków, dla których uzyskano najbardziej kompletne dane z Chandry obejmujące zarówno wzrost i spadek jasności.

W przypadku źródła związanego z galaktyką eliptyczną NGC 4636 znajdującą się 47 milionów lat świetlnych od Ziemi zarejestrowano jeden rozbłysk tego typu.

Powyższe zdjęcie z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra przedstawia galaktykę NGC5128 wypełnioną grącym gazem i wieloma punktowymi źródłami promieniowania rentgenowskiego. W przypadku zaznaczonego źródła dostrzeżono wielokrotnie rozbłyski o czynnik 200 w czasie krótszym od minuty. Źródło: NASA/CXC/U.Birmingham/M.Burke et al.

Powyższe zdjęcie z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra przedstawia galaktykę NGC5128 wypełnioną gorącym gazem i wieloma punktowymi źródłami promieniowania rentgenowskiego. W przypadku zaznaczonego źródła dostrzeżono wielokrotnie rozbłyski o czynnik 200 w czasie krótszym od minuty. Źródło: NASA/CXC/U.Birmingham/M.Burke et al.

Jedyne znane obiekty, które charakteryzują się tak gwałtownymi, jasnymi i powtarzalnymi rozbłyskami obejmują młode gwiazdy neutronowe takie jak magnetary charakteryzujące się ekstremalnie silnymi polami magnetycznymi. Niemniej jednak, te nowe rozbłyskujące źródła znajdują się w otoczeniu populacji dużo starszych gwiazd. W przeciwieństwie do magnetarów, nowe źródła znajdują się w otoczeniu licznych gwiazd – jedna z nich w gromadzie kulistej, druga w kompaktowej galaktyce.

Gdy nie dochodzi do rozbłysków, nowo odkryte źródła wydają się być normalnymi układami podwójnymi, w których czarna dziura lub gwiazda neutronowa  ściąga materię z krążącej wokół niej gwiazdy podobnej do Słońca. Oznacza to, że rozbłyski nie mają dużego wpływu zaburzającego na układ podwójny.

Choć na razie natura tych rozbłysków jest nieznana, zespół rozpoczął poszukiwanie odpowiedzi. Jedna z możliwości mówi o tym, że rozbłyski mogą oznaczać epizody, w których materia zrywana z gwiazdy opada gwałtownie na czarną dziurę lub gwiazdę neutronową. Tak mogłoby być w momencie kiedy gwiezdny towarzysz zbliża się na najmniejszą odległość do czarnej dziury/gwiazdy neutronowej przemieszczając się po eliptycznej orbicie. Inna możliwość może uwzględniać materię opadającą na czarną dziurę o masie pośredniej równiej ok. 800 masom Słońca w przypadku jednego źródła i 80 masom Słońca w przypadku drugiego.

Wyniki opisujące badania opublikowane zostały 20 października 2016 roku w periodyku  Nature.

Źródło: NASA