TAJANSTVENI RENDGENSKI PROCES U GALAKSIJI “VATROMET”

Since 1963

TAJANSTVENI RENDGENSKI PROCES U GALAKSIJI “VATROMET”

Sjajne jarko plave i zelene boje na ovoj slici galaksije “Vatromet” (NGC 6946) prikazuju lokacije izrazito sjajnih izvora rendgenskih zraka snimljenih NASA-inom svemirskom opservatorijom NuSTAR. Generirani nekim od najenergičnijih procesa u svemiru, ti su rendgenski izvori rijetki u usporedbi s mnogim izvorima vidljive svjetlosti na pozadinskoj slici. Nova studija, objavljena u Astrophysical Journal, nudi nekoliko mogućih objašnjenja iznenađujuće pojave zelenog izvora u blizini središta galaksije, koja je ušla u vidokrug i nestala u nekoliko sedmica.

Slika galaksije “Vatromet” (NGC 6946) načinjena je u okviru projekta Digital Sky Survey, a preko nje su ubačeni podaci dobijeni putem NASA-ine NuSTAR svemirske opservatorije(plavo I zeleno). Izvor: NASA/JPL-Caltech

Glavni cilj NuSTAR-ovih promatranja bio je proučavanje supernovih – eksplozija zvijezda mnogo masivnijih od našeg Sunca. Na slici u prilogu supernova se pojavljuje kao svijetla plavo-zelena mrlja u gornjem desnom uglu. Ti nasilni događaji mogu nakratko stvoriti dovoljno vidljive svjetlosti da se zasjeni čitava galaksija koja se sastoje od milijardi zvijezda. Spernove također stvaraju mnoge hemijske elemente u našem svemiru koji su teži od željeza.
Zelena mrlja na donjem dijelu galaksije nije bila vidljiva tokom prvog posmatranja NuSTAR-a, ali je intenzivno zasvijetlila na početku drugog promatranja 10 dana kasnije. NASA-in rendgenski svemirski teleskop Chandra kasnije primijetio je da je izvor – poznat kao ultraljubičast izvor rendgenskih zraka ili ULX – nestao jednako brzo. Od tada je objekt nazvan ULX-4 jer je četvrti ULX identificiran u ovoj galaksiji. Uz izvor rendgenskih zraka nije otkrivena vidljiva svjetlost, činjenica koja najvjerojatnije isključuje mogućnost da je u pitanju supernova.
“Deset dana je zaista kratko vrijeme da se takav svijetli objekt pojavi”, rekla je Hannah Earnshaw, postdoktorska istraživačica iz Caltech-a u Pasadeni u Kaliforniji i vodeća autorica nove studije. “Obično s NuSTAR-om promatramo postupne promjene tokom vremena i često ne opažamo izvor više puta u brzom slijedu. U ovom slučaju imali smo sreću da se izvor mijenja brzo, što je vrlo uzbudljivo.”
Moguća crna jama
Nova studija istražuje mogućnost da je svjetlost došla iz crne jame koja je progutala drugi objekt, poput zvijezde. Ako se objekt previše približi crnoj jami, gravitacija može taj objekt razdvojiti, dovodeći krhotine materije u usku orbitu oko crne jame. Materijal na unutrašnjem rubu ovog novoformiranog diska počinje se kretati tako brzo da se zagrijava na milijone stepeni i zrači rendgenskim zracima. (Površina Sunca, za poređenje, ima temperature od oko 5.500 Celzijevih stepeni.)
Većina ULX-ova su obično dugovječni, jer su stvoreni gustim objektom, poput crne jame, koja se “hrani” zvijezdom duže vrijeme. Kratkotrajni ili “prolazni” izvori rendgenskih zraka poput ULX-4 daleko su rjeđi, pa bi jedan dramatični događaj – poput crne jame koja brzo uništava malu zvijezdu – mogao objasniti ono što je posmatrano.
Međutim, ULX-4 možda nije jednokratan događaj, a autori rada istražili su druga potencijalna objašnjenja za ovaj objekt. Jedna mogućnost: Izvor ULX-4 mogla bi biti neutronska zvijezda. Neutronske zvijezde su izuzetno gusti objekti nastali eksplozijom zvijezda koji nisu bile dovoljno masivne da bi stvorile crne jame. S približno istom masom kao i naše Sunce, ali upakovane u objekt veličine velikog grada, neutronske zvijezde mogu poput crnih jama uvući materijal i stvoriti brzo pokretni disk sastavljen od preostalih krhotina. One također mogu stvarati sporo hranjene ultrasjajne izvore X-zraka, iako se X-zraci proizvode kroz nešto drugačije procese nego u ULX-ovima stvorenim crnim jamama.
Neutronske zvijezde generiraju magnetska polja toliko snažna da mogu stvoriti “stupce” koji usmjeravaju materiju do njihove površine, stvarajući snažne X-zrake u tom procesu. Ali ako se neutronska zvijezda vrti posebno brzo, ta magnetska polja mogu stvoriti barijeru zbog čega materijal ne može doći do površine zvijezde.
“Bilo bi to poput pokušaja da skočite na ringišpil koji se vrti brzinom od više hiljada kilometara na sat”, rekao je Earnshaw.
Preprečni efekt spriječio bi zvijezdu da bude sjajni izvor X-zraka, osim onda kada bi se magnetska barijera mogla nakratko zanjihati, dopuštajući materijalu da klizne i padne na površinu neutronske zvijezde. To bi moglo biti drugo moguće objašnjenje iznenadne pojave i nestanka ULX-4. Ako bi se isti izvor ponovo zapalio, to bi moglo podržati ovu hipotezu.
“Ovaj rezultat korak je prema razumijevanju nekih rjeđih i ekstremnijih slučajeva u kojima se materija nakuplja u crne jame ili neutronske zvijezde”, rekao je Earnshaw.

Umjetnička vizija NuSTAR opservatorije

NuSTAR je dio “Small Explorer mission” koju vodi Caltech, a upravlja JPL za NASA-u.. NuSTAR je razvijen u partnerstvu s Danskim tehničkim univerzitetom i Talijanskom svemirskom agencijom (ASI). Svemirski brod sagradio je Orbital Sciences Corp. iz Dullesa u Virginiji. NuSTAR-ov centar za operacije nalazi se na Univerzitetu Berkeley u Kaliforniji, a službena arhiva podataka nalazi se u NASA-inom istraživačkom centru za visoko energetsku astrofiziku. ASI pruža zemaljsku stanicu misije i rezervnu arhivu. Caltech upravlja JPL-om za NASA-u.

Pripremio Muhamed Muminovic prema
Calla Cofield
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *