NASA rzuca światło na tajemnicze wybuchy promieni rentgenowskich z układu czarnej dziury „Ansky”

Astronomowie poczynili duży krok w kierunku zrozumienia niezwykłego układu czarnej dziury, który regularnie wyzwala wybuchowe wybuchy promieni rentgenowskich. Znany jako Ansky, układ ten jest najbardziej energetycznym źródłem niedawno odkrytego zjawiska zwanego erupcjami quasi-periodowymi (QPE), wysokoenergetycznymi rozbłyskami, które powtarzają się z niezwykłą regularnością.

Ansky wytwarza potężne wybuchy promieni rentgenowskich mniej więcej co 4,5 dnia, a każda erupcja trwa około 1,5 dnia — co czyni go nie tylko najbardziej intensywnym, ale także jednym z najbardziej regularnych źródeł QPE znanych do tej pory. Naukowcy zbadali teraz otoczenie źródła tych erupcji, korzystając z danych z Neutron star Interior Composition Explorer (NICER), na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a także XMM-Newton Europejskiej Agencji Kosmicznej i innych obserwatoriów.

QPE to nowo skategoryzowana klasa zdarzeń o wysokiej energii, o których uważa się, że są wyzwalane, gdy mały obiekt o małej masie — taki jak gwiazda lub obiekt kompaktowy będący pozostałością po gwieździe — okresowo przebija się przez dysk akrecyjny gazu otaczający supermasywną czarną dziurę. Każde przejście przez dysk uwalnia ogromne ilości energii, tworząc rozszerzające się chmury gorącego gazu, które w świetle rentgenowskim wyglądają jak jasne rozbłyski.

Ansky, oficjalnie oznaczony jako ZTF19acnskyy, został po raz pierwszy wykryty w 2019 roku podczas rozbłysku światła widzialnego z galaktyki znajdującej się około 300 milionów lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Panny. Jego regularne i niezwykle długie wybuchy wyróżniały się, co skłoniło do dokładniejszych badań.

Naukowcy uważają, że wyjątkowe zachowanie Ansky’ego jest związane z rozmiarem i strukturą jego dysku akrecyjnego. W większości systemów QPE dysk powstaje bardzo blisko czarnej dziury, zwykle po rozerwaniu pobliskiej gwiazdy. Natomiast Ansky wydaje się mieć znacznie większy dysk, co umożliwia interakcje z obiektami znajdującymi się dalej. To może wyjaśnić dłuższe odstępy między nawrotami i wydłużone rozbłyski w tym systemie.

W okresie od maja do lipca 2024 r. NICER obserwował Ansky’ego nawet 16 razy dziennie. Ten intensywny monitoring pozwolił badaczom uchwycić szczegółowe zmiany intensywności promieniowania rentgenowskiego, co pomogło im zmapować rozwój każdej erupcji. Analizując dane, naukowcy doszli do wniosku, że każde uderzenie wiązało się z wyrzuceniem materii o masie mniej więcej odpowiadającej masie Jowisza z prędkością około 15% prędkości światła.

Pomimo problemu technicznego w 2023 r. — kiedy „wyciek światła” zmniejszył czułość teleskopu — NICER nadal zdołał dostarczyć kluczowych obserwacji. Wada została załatana na początku 2024 r., a teleskop wznowił monitorowanie Ansky’ego, aby zbadać zmiany rozbłysków w czasie. Wyniki tych obserwacji wkrótce także trafią do publikacji.

Badanie QPE, takich jak te widoczne w Ansky, rokuje obiecująco dla przyszłych badań fal grawitacyjnych. Nadchodząca misja LISA, której start zaplanowano na połowę lat 30. XXI wieku, ma na celu wykrycie fal grawitacyjnych z systemów obejmujących ekstremalne stosunki mas — dokładnie taki rodzaj dynamiki, jaki można zaobserwować w systemach QPE. Badając obecnie sygnatury elektromagnetyczne takich zjawisk, naukowcy udoskonalają modele, które pomogą zinterpretować przyszłe wykrycia fal grawitacyjnych.

Źródło: 1

Artykuł NASA rzuca światło na tajemnicze wybuchy promieni rentgenowskich z układu czarnej dziury „Ansky” pochodzi z serwisu PULS KOSMOSU.