Astronomi, ki so pozorni na eksplozijo supernove v bližnji galaksiji M83, so bili priča velikemu eksploziji druge vrste: novemu ultravijoličnemu rentgenskemu žarku ali ULX. V tem, kar znanstveniki imenujejo "izredni izbruh", je ULX v M83 povečal svetlost rentgenskih žarkov za vsaj 3.000 krat, kar je ena največjih sprememb rentgenskih žarkov, ki so jih kdaj videli pri tej vrsti predmeta.
"Razburkanje tega ULX nas je presenetilo in je bil zanesljiv znak, da smo odkrili nekaj novega o tem, kako rastejo črne luknje," je dejal Roberto Soria z univerze Curtin v Avstraliji, ki je vodil novo študijo.
Raziskovalci trdijo, da ta eksplozija ponuja neposreden dokaz za populacijo starih, hlapnih zvezdnih črnih lukenj in daje nov vpogled v naravo skrivnostnega razreda črnih lukenj, ki lahko na rentgenskih žarkih proizvede toliko energije, kolikor milijon soncev seva na vseh valovnih dolžinah .
Astrofizik Bill Blair z univerze Johns Hopkins je v blogu Chandra zapisal: "Smešna stvar se je zgodila med čakanjem na naslednjo supernovo v letu M83," je dejala ta galaksija, znana tudi kot galaksija južnega vrtiljaka, "je neverjeten dar narave. Na 15 milijonov svetlobnih let je dejansko ena izmed bližjih galaksij (le 7-8 krat bolj oddaljena od galaksije Andromeda), vendar se zdi, da je skoraj natančno obrnjena in daje zemeljskim prebivalcem fantastičen pogled na njene čudovite spiralne roke in aktivno jedro, ki tvori zvezdo. "
M83 je od leta 1923 ustvaril šest opazovanih supernov, vendar je bil zadnji viden leta 1983. "Za novo supernovo nas čaka!" Je zapisal Blair.
Tako so mnogi astronomi opazovali M83 v upanju, da bodo opazili novo supernovo, a namesto tega videli dramatičen skok v svetlobni svetlobi rentgenskih žarkov, kar se je po mnenju raziskovalcev verjetno zgodilo zaradi nenadnega povečanja količine materiala, ki pada v črnino luknja.
ULX lahko odda več rentgenskih žarkov kot večina "običajnih" binarnih sistemov, v katerih je spremljevalna zvezda v orbiti okoli nevtronske zvezde ali črne luknje. Izjemno velika emisija rentgenskih žarkov kaže, da ULX vsebujejo črne luknje, ki so lahko veliko bolj masivne od tistih, ki jih najdemo drugje v naši galaksiji.
Zvezde zvezde ULX, če so identificirane, so običajno mlade, masivne zvezde, kar pomeni, da so tudi njihove črne luknje mlade. Najnovejša raziskava pa zagotavlja neposredne dokaze, da lahko ULX vsebujejo veliko starejše črne luknje in nekateri viri so bili napačno prepoznani kot mladi.
Opazovanja M83 so bila opravljena v obdobju nekaj let s Chandra. Na zgodovinskih rentgenskih slikah, ki so jih naredili Einstein observatorij leta 1980, ROSAT leta 1994, XMM-Newton Evropske vesoljske agencije, leta 2003 in 2008, opazovalnica NASA Swift leta 2005, opazovanje Magelanovega teleskopa v aprilu 2009 oz. v Hubblovi sliki, pridobljeni avgusta 2009
Toda leta 2011 so Soria in njegovi sodelavci uporabili optične posnetke iz observatorija Gemini in Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble in na mestu rentgenskega vira videli svetlo modri vir.
Pomanjkanje modrega vira na prejšnjih slikah kaže, da je spremljevalna zvezda črne luknje bolj bleda, rdeča in ima veliko manjšo maso kot večina spremljevalcev, ki so bili prej neposredno povezani z ULX. Svetlo, modro optično emisijo iz leta 2011 je moralo povzročiti dramatično kopičenje več materiala s spremljevalne zvezde.
"Če bi ULX opazili šele med svojim vrhuncem rentgenskih žarkov leta 2010, bi sistem zlahka zmotili črno luknjo z masivnim, veliko mlajšim zvezdnim spremljevalcem, star približno 10 do 20 milijonov let," je dejal co -avtor Blair.
Spremljevalec črne luknje v M83 je verjetno rdeča orjaška zvezda, stara vsaj 500 milijonov let, z maso, manjšo od štirih od sončne. Teoretični modeli za razvoj zvezd kažejo, da bi morala biti črna luknja stara skoraj toliko kot njen spremljevalec.
Še eno ULX, ki vsebuje hlapno, staro črno luknjo, je nedavno v galaksiji Andromeda odkrila skupina, ki jo je vodil Amanpreet Kaur z univerze Clemson, objavljeno v februarju 2012 o številu Astronomy and Astrophysics. Matthew Middleton in sodelavci z univerze v Durhamu so poročali o več informacijah v številki mesečnih obvestil Royal Astronomical Society iz marca 2012. S pomočjo podatkov Chandra, XMM-Newton in HST so pokazali, da je ULX zelo spremenljiv, njegova spremljevalka pa je stara, rdeča zvezda.
"S tema dvema predmetoma je jasno, da obstajata dva razreda ULX, eden vsebuje mlade, vztrajno rastoče črne luknje in drugi, ki vsebujejo stare črne luknje, ki naglo rastejo," je dejal Kip Kuntz, soavtor novega prispevka M83, tudi z univerze Johns Hopkins. "Imeli smo veliko srečo, da smo objekt M83 opazovali ravno v pravem času in naredili primerjavo pred in po njej."
Članek, ki opisuje te rezultate, bo objavljen v 10. številki revije The Astrophysical Journal.
Viri: NASA, Chandra Blog
