Čandra pronašla 84 neobična izvora rendgenskog zračenja

Šta je teleskop otkrio?

Svemirska opservatorija Čandra zabeležila je rendgensko zračenje iz šest obližnjih galaksija. Istraživači su izdvojili 84 izvora koji su neobično sjajni u delu spektra niže rendgenske energije. Zato ih nazivaju „veoma mekim” izvorima. Njihovi položaji upoređeni su i sa ultraljubičastim podacima, kako bi se videlo da li više vrsta svetlosti dolazi iz istog područja.

Na ilustraciji uz vest vidi se obična optička slika galaksije, preko koje su položaji rendgenskih izvora naknadno označeni. Narandžasti krugovi nisu boja objekata koju bi ljudsko oko videlo. Astronomi često kombinuju različite delove elektromagnetnog spektra, jer svaki otkriva drugačiji proces.

Šta bi objekti mogli da budu?

Jedna mogućnost je dvojni sistem: beli patuljak privlači gas sa obližnje zvezde. Dok se gas sabija i zagreva, može emitovati mnogo zračenja. Beli patuljak je gusto jezgro zvezde koja je potrošila gorivo, a ne mala obična zvezda. Slični sistemi zanimljivi su jer neki mogu biti povezani sa nastankom supernova tipa Ia.

Međutim, signal sam po sebi nije dovoljan da se utvrdi sastav svakog od 84 izvora. Udaljenost, prašina između nas i galaksije i ograničena rezolucija mogu sakriti detalje. Potrebna su dodatna posmatranja, naročito promene sjaja tokom vremena i kvalitetniji spektri.

Zašto je ultraljubičasta svetlost važna?

Ako su izvori zaista veoma vreli sistemi, uz meke rendgenske zrake mogu proizvoditi i mnogo ultraljubičaste svetlosti. Takva energija može jonizovati gas oko njih: iz atoma izbacuje elektrone i menja način na koji gas svetli. Poređenjem rendgenskih i ultraljubičastih podataka naučnici proveravaju da li se pretpostavljeni fizički model uklapa u opažanja.

To je primer zaključivanja na osnovu više tragova. Rendgenska svetlost govori o energičnim procesima, a ultraljubičasta i optička o njihovom okruženju. Kada se različite vrste podataka slažu, objašnjenje postaje uverljivije. Ipak, slaganje ne znači automatski da je pronađen jedini mogući uzrok.

Šta ostaje otvoreno?

Istraživanje je napravilo katalog kandidata koji će pomoći astronomima da biraju ciljeve za naredna posmatranja. Tek tada će moći bolje da procene koliko su ovi objekti česti i kakvu ulogu imaju u razvoju galaksija. Veza sa supernovama je zanimljiva hipoteza, ali ova vest ne najavljuje eksploziju ni u jednoj od posmatranih galaksija.

Kako se tumači energija rendgenskog zračenja?

Rendgenski fotoni nose veću energiju od vidljive svetlosti, ali i unutar rendgenskog opsega postoje mekši i tvrđi fotoni. „Veoma meki” izvor emituje pretežno pri nižim rendgenskim energijama. Takav spektar može odgovarati izuzetno toploj površini belog patuljka ili gasu koji pada u kompaktan sistem. Međutim, gas i prašina između izvora i teleskopa upijaju deo zračenja i mogu promeniti ono što vidimo. Zato je važno modelovati i sam izvor i put kojim svetlost prolazi.

Beli patuljak je ostatak zvezde slične Suncu, sabijen u zapreminu približnu Zemljinoj. U dvojnom sistemu može primati gas od saputnika. Ako se gas gomila i zagreva, pojavljuje se jak signal u određenim delovima spektra. Neki modeli povezuju takve sisteme sa supernovama tipa Ia, ali to ne znači da je svaki meki rendgenski izvor buduća supernova. Potrebni su podaci o promenama sjaja, okolini i eventualnom pratiocu.

Katalog od 84 objekta je polazna tačka, a ne popis 84 identično objašnjene zvezde. Određeni izvor može ispasti supernova u ostatku, udaljenija galaksija ili druga vrsta objekta. Sledeća posmatranja imaju vrednost upravo zato što razdvajaju konkurentska tumačenja. Naučnici porede spektar, položaj i promenljivost kroz vreme, pa tek onda procenjuju kojoj grupi izvor najverovatnije pripada.

Još jedan važan detalj

Rendgenska astronomija se gotovo uvek oslanja na instrumente iznad atmosfere, jer Zemljin vazduh apsorbuje rendgenske zrake i time štiti živi svet na površini. Čandra meri broj i energiju fotona koji stignu iz određenog pravca. Iz vrlo udaljene galaksije signal može biti slab, pa se podaci prikupljaju dugo i odvajaju od pozadinskog zračenja. Položaj rendgenske tačke nije automatski identičan položaju vidljive zvezde: rezolucija instrumenata i gužva u galaksiji ostavljaju prostor za pogrešno uparivanje. Zbog toga se upoređuju koordinate i statistička verovatnoća slučajnog poklapanja. Ako se kandidat menja tokom vremena, to može govoriti o dotoku gasa ili orbitalnom kretanju u dvojnom sistemu. Ali i promenljivost ima više mogućih uzroka. Posebno intrigantno pitanje jeste da li ovakvi izvori mogu dati dovoljno ultraljubičastih fotona da utiču na gas u galaksiji; odgovor zahteva procenu njihovog ukupnog broja, trajanja i stvarnog sjaja, ne samo otkriće najupadljivijih primera.