Неожиданные источники рентгеновского света в M51

Дата: 2021-12-19

Вблизи галактики Водоворот и её меньшего компаньона две сверхмассивные чёрные дыры пожирают окружающее их вещество. Эти два источника рентгеновских лучей должны были быть самыми мощными в этом регионе, но снимки миссии NuSTAR показали, что здесь присутствуют и другие источники этого диапазона спектра, как минимум не уступающие им по интенсивности.

Самая потрясающая черта галактики Водоворот, также известной как M51a – заполненный звёздами «рукав» в виде ленты, вращающийся вокруг её центра. Значительно меньшая галактика M51b, выглядящая как ракушка, располагается на краю Водоворота. Известные вместе просто как M51, две этих галактики сливаются на наших глазах.

В центре обеих галактик располагаются сверхмассивные чёрные дыры, с массами в миллионы раз больше массы нашего Солнца. Слияние галактик должно было вывести из равновесия облака пыли и газа «скинув» их в эти чёрные дыры или на их орбиты. В ходе поглощения этого вещества вокруг чёрных дыр должны были образоваться яркие диски, затмевающие своей яркостью свет звёзд их галактик.

Но при этом должно было также выделяется и большое количество рентгеновских лучей, которые учёные надеялись обнаружить. Основываясь на наблюдениях рентгеновских обсерваторий более низких энергий (таких как Чандра), учёные решили, что облака газа блокируют излучение сверхмассивной чёрной дыры в большей из галактик. Но согласно недавно опубликованному в Astrophysical Journal исследованию, NuSTAR смог засечь это излучение в более «жёстком» спектре, и оно всё равно оказалось слабее ожидаемого.

«Я всё ещё удивляюсь этому открытию», – говорит учёных Калифорнийского технологического института (Калтех) и автор этой работы Мюррей Брайтман. «Сливающиеся галактики должны генерировать рост чёрных дыр, и доказательством этого должно быть излучение в рентгеновском спектре. Но мы не видим его там».

По словам Брайтмана самое простое объяснение этому то, что чёрные дыры как бы «мерцают», излучая то больше, то меньше света относительно среднего показателя.

«Мерцание – новая идея для этой области», – говорит учёный JPL и проекта NuSTAR Даниел Стерн. «Мы полагаем, что чёрные дыры меняют свою яркость в масштабах времени порядка миллионов лет, но теперь мы считаем, что эти сроки могут быть значительно короче. Определение того, насколько в реальности они короче – область нового исследования».

Маленький, но блестящий

Вместе с двумя излучающими свет чёрными дырами учёные обнаружили в M51a и M51b объекты в миллионы раз меньших размеров, но излучающие при этом с той же интенсивностью. Эти феномены не связаны с друг другом, но создают в M51 удивительный пейзаж.

Меньшие источники рентгеновского света – это нейтронные звёзды. Объекты, имеющие безумно большую плотность относительно обычных звёзд. Типичная нейтронная звезда имеет диаметр в сотни и даже тысячи раз меньше диаметра Солнца – размером с крупный город – но при этом их масса составляет порядка 1-2 масс Солнца. Чайная ложка вещества нейтронной звезды будет весить порядка миллиарда тонн.

Несмотря на то, что нейтронные звёзды невероятно яркие относительно их размеров, их собратья из M51 оказались ещё ярче, и их отнесли к вновь образованному классу ультраярких нейтронных звёзд. Брайтман сказал, что некоторые учёные считали, что мощное магнитное поле нейтронных звёзд может быть ответственно за столь большую яркость, и его предыдущая статья подтверждала эту гипотезу. Некоторые из других источников рентгеновского света в M51 также могут оказаться нейтронными звёздами.

NuSTAR является малой исследовательской миссией, ведомой Калтехом, и управляемой JPL. Она была создана также при содействии Датского технологического университета и Итальянского космического агентства. Сборкой аппарата занималась Orbital Sciences Corporation в Далласе, штат Вирджиния (теперь являющаяся частью Northrop Grumman). Центр управления миссией находится в Калифорнийском университете в Беркли, а официальный архив её данных – в «High Energy Astrophysics Science Archive Research Center» NASA. Итальянское космическое агентство также предоставляет «зеркало» для архива с данными.

Новости астрономии
Все про космос inspaceblog.net