Zbudowane przez ESA i wystrzelone przed rokiem obserwatorium promieniowania gamma Integral, odkryło coś, co wygląda na nową klasę obiektów astronomicznych. To podwójne układy, w skład których wchodzą czarne dziury lub gwiazdy neutronowe otoczone gęstym kokonem chłodnego gazu. Dotąd pozostały niewidoczne dla wszystkich innych teleskopów.

Integral odkrył pierwszy z tych obiektów, nazwany IGRJ16318-4848, 29 stycznia 2003 roku. Astronomowie nie znali wprawdzie odległości do niego, byli jednak pewni że znajduje się on w naszej Galaktyce. Po dalszych analizach doszli do wniosku, że jest to układ podwójny składający się ze zwartego obiektu (gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury) i jego bardzo masywnego gwiezdnego towarzysza.

Kiedy gaz z towarzyszącej gwiazdy jest przyspieszany i “pożerany” przez zwarty obiekt, w szerokim zakresie widma (od promieniowania gamma do podczerwieni) uwalniana jest energia. W naszej Galaktyce znamy koło trzystu takich obiektów, IGRJ16318-4848 mógłby być kolejnym z nich. Coś jednak się nie zgadza: czemu ten konkretny obiekt nie został dotąd dostrzeżony?

Astronomowie obserwujący go regularnie domyślili się, że pozostawał on niewidoczny gdyż prawdopodobnie znajduje się w otaczającej go bardzo grubej warstwie materii zatrzymującej promieniowanie. Jeśli tak byłoby rzeczywiście, przez warstwę materii byłoby w stanie przedostać się tylko promieniowanie o najwyższych energiach, niższe energie byłyby blokowane. Byłoby to wytłumaczenie faktu przeoczenia tego obiektu przez teleskopy badające niższe zakresy energii. Integral specjalizuje się w badaniu najwyższych energii i właśnie dlatego był w stanie dostrzec IGRJ16318-4848.

Aby sprawdzić to przypuszczenie, astronomowie postanowili skorzystać ze zbudowanego także przez Europejską Agencję Kosmiczną rentgenowskiego obserwatorium satelitarnego XMM-Newton. Promieniowanie X jest mniej energetyczne niż gamma, ale jego fotony niosą więcej energii niż fotony ultrafioletu i światła widzialnego. W lutym teleskop ten zarejestrował obiekt i potwierdził istnienie gęstego kokonu chłodnego gazu średnicy porównywalnej z odległością Ziemi od Słońca.

Zasłaniająca materia tworząca kokon jest prawdopodobnie wiatrem gwiazdowym, gazem odrzuconym przez masywnego towarzysza zwartego obiektu. Astronomowie sądzą, że gaz ten może być ściągany przez czarną dziurę, tworząc otoczkę wokół niej. Otoczka zatrzymuje większość wysyłanej przez czarną dziurę energii.

Główny autor badań, Roland Walter ze znajdującego się w Szwajcarii Centrum Naukowego Integral wyjaśnia: “Z kokonu są w stanie uciec jedynie fotony o najwyższych energiach [powyżej 10 keV]. Dlatego IGR J16318-4848 nie mógł być dostrzeżony przez przeglądy nieba wykonywane przy niższych energiach ani przez wcześniejsze misje badające promieniowanie gamma, będące znacznie mniej czułe niż Integral“.

Problemem pozostaje w jaki sposób wyśledzić inne takie obiekty znajdujące się w Drodze Mlecznej. Współpraca XMM-Newton i Integral wydaje się być do tego idealna. Udało im się już odkryć dwa kolejne podobne obiekty. Planowane są dalsze obserwacje.

Christoph Winkler pracujący w ESA w projekcie Integral stwierdził: “Pierwsze przykłady współpracy dwóch wysokoenergetycznych misji ESA dają nadzieje na dalsze odkrycia w astrofizyce wysokich energii“.

Praca opisująca wspomniane badania zostanie w listopadzie opublikowana w specjalnym numerze pisma Astronomy and Astrophysics, poświęconym misji Integral z okazji pierwszej rocznicy umieszczenia sondy w Kosmosie.

International Gamma Ray Astrophysics Laboratory (Integral) jest pierwszym obserwatorium satelitarnym mogącym jednocześnie obserwować ciała niebieskie w zakresie gamma, rentgenowskim i widzialnym. Jego start na pokładzie rosyjskiej rakiety Proton miał miejsce 17 października 2002 roku. Integral znajduje się na bardzo wydłużonej orbicie wokółziemskiej. Podstawowymi obiektami na które kieruje swoje “oczy” są rejony galaktyki, gdzie zachodzi produkcja pierwiastków chemicznych oraz obiekty zwarte takie jak czarne dziury.

XMM-Newton może rejestrować promieniowanie X znacznie wydajniej niż poprzednie podobne misje i badać tajemnice gwałtownych procesów zachodzących we Wszechświecie począwszy od czarnych dziur, a na powstawaniu galaktyk skończywszy. W Kosmosie znalazł się dzięki rakiecie Ariane 5, która wyniosła go z Gujany Francuskiej 10 grudnia 1999 roku.

Autor

Michał Matraszek