NASA-in rendgenski opservatorij Chandra pronašao je 84 izvora zračenja koji se ne uklapaju u uobičajene kategorije astronomskih objekata. Na rendgenskim snimkama jedva su vidljivi, dok u ultraljubičastom dijelu spektra pokazuju mnogo jači signal. Astronomi još ne znaju što ih pokreće.
Rezultati su 9. rujna objavljeni u novom znanstvenom radu u časopisu Nature Astronomy. NASA ih je istoga dana predstavila i u priopćenju o Chandrinu otkriću. Analiza se temelji na javno dostupnim snimkama iz arhive opservatorija i obuhvaća šest galaksija. Među njima su spiralne galaksije Andromeda (M31) i M101, poznata i kao Galaksija Vjetrenjača, te četiri eliptične galaksije.
84 izvora zračenja neobičnog spektra
Astronomi su ih pronašli uspoređujući Chandrine snimke u različitim rasponima energija. Na najnižim rendgenskim energijama vide se kao točkasti izvori, ali pri višim energijama više nisu vidljivi. Takav raspored signala pokazuje da emitiraju mnogo više niskoenergetskog rendgenskog zračenja nego što je uobičajeno.
Niskoenergetske rendgenske zrake nalaze se na granici s ultraljubičastim dijelom elektromagnetskog spektra. Uspoređujući ta dva signala, istraživači zaključuju da izvori proizvode i velike količine ultraljubičaste svjetlosti. U šest galaksija pronađeno je ukupno 84 izvora zračenja, a u samoj M101 izdvojeno ih je sedam. Pojavljuju se i u područjima u kojima nastaju nove zvijezde i među starijim zvijezdama.
Na običnoj optičkoj snimci izgledaju kao sitne točke i ne razlikuju se od drugih zvijezda. Njihova se posebnost vidi tek kada se svjetlost razdvoji prema energiji. Analiza arhivskih podataka tako je otkrila skupinu koja bi pri uobičajenom pregledu ostala neprimijećena.
Moguće objašnjenje: dvojni sustavi
Istraživači zasad ne tvrde da svih 84 izvora pripada istoj vrsti objekata. Jedna od vodećih mogućnosti jest dvojni sustav u kojem kompaktni objekt privlači materijal sa zvijezde pratiteljice. Materijal se pri padu zagrijava i emitira rendgensko zračenje, a središnji objekt mogao bi biti bijeli patuljak, neutronska zvijezda ili crna rupa.
Astronomi već poznaju takve sustave, ali dosad nisu pronašli skupinu koja istodobno emitira toliko niskoenergetskog rendgenskog zračenja i tako snažan ultraljubičasti signal. Nije isključeno ni da se u uzorku nalaze različite vrste dvojnih sustava. Za odgovor će trebati dodatna opažanja u drugim dijelovima spektra i praćenje promjena njihova sjaja.
Bijeli su patuljci pritom posebno zanimljivi: u nekim dvojnim sustavima mogu nakupljati materijal sve dok ne dođe do eksplozije tipa Ia. Takve supernove astronomima služe kao važni pokazatelji udaljenosti i širenja svemira. Koliko takvi objekti mogu ostati skriveni pokazuje i Hubbleova potvrda četiri bijela patuljka u blizini Sunca.
Zašto su važni za supernove i međuzvjezdani plin
Ovi bi izvori mogli pomoći u rješavanju dvaju otvorenih pitanja. Prvo se odnosi na podrijetlo supernova tipa Ia. Astronomi znaju kako te eksplozije izgledaju, ali još nemaju potpun popis sustava koji do njih dovode. Ako se među novim izvorima nalaze bijeli patuljci na putu prema takvoj eksploziji, njihovo bi rano prepoznavanje omogućilo proučavanje sustava prije eksplozije.
Drugo pitanje odnosi se na ionizaciju plina između zvijezda. U nekim se galaksijama opaža uklanjanje elektrona iz atoma, proces koji mijenja kemiju međuzvjezdanog prostora i može utjecati na nastanak zvijezda. Vruće masivne zvijezde objašnjavaju dio tog ionizirajućeg zračenja, ali ne i cijeli signal. Ako su novi izvori brojni, mogli bi objasniti dio preostalog zračenja.
Takve je objekte teško uočiti. Niskoenergetske rendgenske zrake nije lako izdvojiti, a ultraljubičasto zračenje između zvijezda upijaju vodik i helij, pa do teleskopa stiže samo dio izvornog signala.
Arhivske snimke tek otvaraju pitanje
Ovih 84 izvora zasad nije moguće proglasiti novom, jasno definiranom vrstom kozmičkih objekata. Riječ je o skupini sličnih mjerenja i nekoliko mogućih objašnjenja. Za njihovo razvrstavanje bit će potrebno pratiti mijenja li se njihov sjaj, potražiti tragove zvijezde pratiteljice i usporediti ih s objektima koje su već zabilježili drugi teleskopi.
Takva je provjera važna i za procjene svojstava galaksija. Njihov ukupni sjaj obuhvaća velik broj slabih zvijezda i dvojnih sustava, pa dosad neprepoznata populacija može promijeniti procjene ukupne emisije i utjecaja međuzvjezdanog plina. Sličan je problem u optičkom području obrađen u analizi koja pokazuje da galaksije istog sjaja ne moraju imati jednaku masu.
Daljnja opažanja pokazat će pripadaju li 84 izvora zračenja jednoj populaciji ili različitim vrstama dvojnih sustava. U oba slučaja Chandra je pokazao da arhivske snimke mogu otkriti objekte koji su pri uobičajenom pregledu ostali neprimijećeni.
