Kosmičko trčenje v rentgenskem žarku krepi galaktični obroč

Suzanne Powell - Cómo prepararte para los cambios planetarios - Madrid - 18-05-17 (Junij 2019).

Anonim

Astronomi so uporabili rentgenski observatorij Chandra NASA, da bi odkrili obroč črnih lukenj ali nevtronskih zvezd v galaksiji 300 milijonov svetlobnih let od Zemlje.

Ta zvonec, medtem ko ne uporablja moči nad Srednjo Zemljo, lahko pomaga znanstvenikom, da bolje razumejo, kaj se zgodi, ko se galaksije med katastrofalnimi posledicami uničijo.

V tej novi sestavljeni podobi galaksije AM 0644-741 (AM 0644 za kratko) so rentgenski žarki Chandra (vijolična) združeni z optičnimi podatki iz NASA-jevega vesoljskega teleskopa Hubble (rdeča, zelena in modra). Podatki Chandra kažejo prisotnost zelo svetlejših rentgenskih virov, najverjetnejših binarnih sistemov, ki jih poganja bodisi črna luknja s zvezdico ali nevtronska zvezda, v izrednem obroču. Rezultati so objavljeni v novem dokumentu, ki ga vodi Anna Wolter iz INAF-Osservatorio Astronomico di Brera v Milanu, Italija.

Kje je prišlo iz obroča črnih lukenj ali nevtronskih zvezd v AM 0644? Astronomi menijo, da je nastala, ko je ena sila galaksije potisnila v drugo galaksijo s silo gravitacije. Prva galaksija je ustvarila valove v plinu druge galaksije, AM 0644, ki se nahaja v spodnjem desnem kotu. Ti valovi so nato v AM 0644 proizvedli ekspandirni obroč plina, ki je sprožil rojstvo novih zvezd. Prva galaksija je morda tista, ki se nahaja v spodnjem levem delu slike.

Največji od teh mladih zvezd bo vodil kratek življenje - v kozmičnih izrazih - na milijone let. Po tem se porabi njihovo jedrsko gorivo in zvezde eksplodirajo kot supernove, ki zapuščajo bodisi črne luknje z masami, ki so običajno med približno petimi do dvakrat večjimi od Sonca ali nevtronske zvezde z maso, ki je približno enaka Sončnemu toku.

Nekatere te črne luknje ali nevtronske zvezde imajo blizu zvezde zvezde in sifon plina od svojega zvezdnega partnerja. Ta plin pade proti črni luknji ali nevtronski zvezdi, ki tvori vrtilni kolut, kakršna je voda, ki kroži odtok, in se ogreva zaradi trenja. Ta pregreti plin proizvaja velike količine rentgenskih žarkov, ki jih Chandra lahko zazna.

Medtem ko je obroč črnih lukenj ali nevtronskih zvezd zanimiv sam po sebi, je več zgodbe o AM 0644. Vsi rentgenski viri, odkriti v obroču AM 0644, so dovolj svetli, da jih je mogoče uvrstiti kot ultraluminozne rentgenske vire (ULX). To je vrsta predmetov, ki proizvajajo več sto-tisočkrat več rentgenskih žarkov kot večina "običajnih" binarnih sistemov, v katerih je zvezdna zvezda v orbiti okoli nevtronske zvezde ali črne luknje. Do nedavnega je večina astronomov menila, da ULX-ji običajno vsebujejo črnske luknje z zvezdicami, z morebitno prisotnostjo včasih črnih lukenj vmesne mase (IMBH), ki vsebujejo več kot sto krat večjo maso Sonca. Vendar je bilo to razmišljanje razveljavljeno, ko je bilo ugotovljeno, da je nekaj ULX-jev v drugih galaksijah, vključno z M82 in M51, vsebovalo nevtronske zvezde.

Za intenzivno rentgensko emitiranje ULX-jev je bilo predlaganih še nekaj drugih razlag, poleg IMBH. Vključujejo nenavadno hitro rast črne luknje ali nevtronske zvezde ali geometrijske učinke, ki nastanejo zaradi lijaka naletnega materiala vzdolž magnetnih polj.

Identiteta posameznih ULX-jev v AM 0644 trenutno ni znana. Lahko so mešanica črnih lukenj in nevtronskih zvezd, verjetno pa so tudi vse črne luknje ali vse nevtronske zvezde.

Vsi viri rentgenskih slik na sliki se nahajajo v obroču AM 0644. Eden od virov je hitro rastoča črna luknja, ki se nahaja dobro za galaksijo na razdalji 9, 1 milijard svetlobnih let od Zemlje. Še en intrigantni vir, ki ga zazna Chandra, je vedno večja supermasivna črna luknja, ki se nahaja v središču galaksije. V novi študiji so raziskovalci uporabili tudi opazovanja Chandre, da poleg AM 0644 preučijo še šest drugih obročastih galaksij. V sedmih galaksijah je bilo ugotovljenih 63 virov, od tega 50 ULX-jev. Avtorji vidijo večje povprečno število ULX-jev na galaksijo v teh obročnih galaksijah kot pri drugih vrstah galaksij. Prvotne galaksije so spodbudile zanimanje astronomov, ker so idealna testna plošča za preučevanje modelov, kako se oblikujejo dvojne zvezde, in razumevanje izvora ULX-jev.

Članek, ki opisuje študijo AM 0644 in njegovih sestrskih galaksij, je bil objavljen v izdaji Astrophysical Journal 10. avgusta 2018 in je na voljo na spletu.

menu
menu