Необъяснимые рентгеновские вспышки

В галактике неподалеку от Млечного пути были замечены два источника рентгеновского излучения, сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Nature. Природа этих источников не определена, однако авторы работы утверждают, что они не похожи на какой-либо из известных объектов Млечного пути. Ученые также уверены, что обнаруженные источники находятся в старых скоплениях звезд.

Еще до последнего исследования астрономы обратили внимание на две короткие вспышки с очень высокой светимостью в рентгеновском диапазоне. Обычно под рентгеновским излучением понимают электромагнитные волны, энергия которых может достигать от 0,1 до 100 кэВ (килоэлектронвольт). У оптических фотонов энергия гораздо меньше, чем у рентгеновских, поэтому в рентгеновском диапазоне излучает вещество, нагретое до очень высоких температур. Рентгеновское излучение исходит от многих космических объектов, в частности черных дыр, нейтронных звезд, квазаров и прочих объектов, представляющих колоссальный интерес для астрофизиков. Первая вспышка была зафиксирована в 2003 году, вторая — спустя четыре года, в 2007. Оба источника излучения находятся неподалеку от галактики NGC 4697 в скоплении Девы — группе галактик в местном сверхскоплении галактик.

В ходе последнего исследования Джимми Ирвин и команда ученых из Алабамского университета, Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Массачусетсе, Альбертского университета, университета штата Калифорния в Сан-Хосе и китайской Академии наук в Пекине пытались найти с помощью телескопа источники света в процессе наблюдения за соседними галактиками ранних типов. К таким относятся эллиптические и линзовидные галактики. Исследователи искали похожие вспышки по архивам снимков семидесяти галактик, расположенных рядом с Млечным путем. Все эти снимки были сделаны телескопом Chandra.

Космическая рентгеновская обсерватория Chandra была запущена NASA в 1999 году для того, чтобы телескоп изучал космос в рентгеновском диапазоне. Ранее с помощью обсерватории уже удалось доказать существование темной материи при наблюдении столкновений сверхскоплений галактик. В отличие от других рентгеновских телескопов, например EXOSAT и «ФИЛИН», Chandra оснащен камерой высокого разрешения HRC и спектрометром ACIS, которые позволили ограничить циклический режим и частоту повторения вспышек. То есть изначально рабочий цикл составлял около двух с половиной процентов, а благодаря спектрометру был достигнут показатель менее 0,4 процентов.

Астрономы исследовали несколько десятков тысяч точечных источников рентгеновских лучей, рассматривая кривые их блеска (то есть графики, отображающие изменение блеска астрономического объекта во времени), и в итоге определили только два источника подобных вспышек. Первый вспыхивал единожды, а другой — пять раз. По мнению авторов исследования, вспышки рентгеновского излучения длились меньше минуты во всех зафиксированных случаях и потухали в течение последующего часа. Пиковая светимость первого источника достигала 9×10⁴⁰ эрг/с, светимость другого источника все пять раз составила 10⁴⁰ эрг/с.

Кроме того, в отличие от прочих астрономических объектов, способных производить вспышки, например связанных с гамма-всплесками (то есть масштабными взрывными выбросами энергии в космосе) или со вспышкой сверхновой (резкое изменение звездой своей яркости на несколько порядков), загадочные источники не самоуничтожаются в процессе горения.

Авторы проанализировали обнаруженные вспышки и пришли к выводу, что до того момента, как источник начинает испускать рентгеновское излучение, они собираются в шарообразные скопления — такой процесс называется аккрецией — или в ультракомпактные карликовые галактики поблизости от эллиптических галактик. С точки зрения энергетики, изменчивости и продолжительности жизни, только кратко- и среднесрочные мягкие гамма-ретрансляторы и аномальные рентгеновские пульсары, источники пульсирующего рентгеновского излучения, сопоставимы с обнаруженными источниками рентгеновских лучей. Но указанные космические объекты предположительно являются молодыми нейтронными звездами, что не похоже на найденные источники.