Tajemnicze, bardzo energetyczne źródła promieniowania X znalezione w pobliskich galaktykach mogą reprezentować nową klasę obiektów – według danych z Chandra X-ray Observatory. Źródła te nie są gorące tak jak typowe źródła promieniowania X: gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Mogą być nową populacją czarnych dziur o masach kilkaset razy większych od masy Słońca.

„Należy teraz odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób te źródła produkują taka ilość promieniowania X w tak (stosunkowo) niskiej temperaturze kilku milionów stopni” – powiedziała Rosanne Di Stefano z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge w Tufts University w Medford. Di Stefano jest główną autorką artykułów opublikowanych Astrophysical Journal i The Astrophysical Journal Letters.

Jeszcze kilka lat temu astronomowie znali tylko dwa rodzaje czarnych dziur: gwiazdowe czarne dziury o masach około 10 mas Słońca i super masywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk o masach siągających od miliona do miliarda mas Słońca. Ostatnie dane sugerują istnienie czarnych dziur o średnich masach.

„Szukanie kwazimiękkich źródeł promieniowania X może pozwolić odkryć obiekty, które z dużym prowdopodobieństwem są średnio masywnymi czarnymi dziurami” – powiedział członek zespołu Albert Kong z Center for Astrophysics (CfA).

NASA

Chandra obserwował galaktyki spiralne: M101, M83, M51 i NGC 4697. Zawierają one nowe klasę obiektów – źródeł promieniowania X. Źródła nazwane są lekkimi kwazarami ponieważ ich temperatura zawiera się w przedziala od miliona do 4 milionów stopni celsjusza.

Promieniowanie zagadkowych obiektów znalezionych przez Chandrę określono mianem „kwazi miękkie”, ponieważ odpowiada temperaturze z zakresu od 1 miliona do 4 milionów stopni Celsjusza. Jest to znacznie mniej niż 10 do 100 milionów stopni, jak ma to miejsce w przypadku w „ciężkich” źródeł promieniowania X, takich jak gwiazdy neutronowe i gwiezdne czarne dziury. Jest to też znacznie więcej niż w przypadku „super miękkich źródeł”, których temperatura wynosi tylko około kilka tysięcy stopni. Z super miekkimi źródłami promieniowania X związane są białe karły.

Di Stefano i jej współpracownicy określili temperaturę pojedynczych obiektów emitujących promieniowanie X w czterech galaktykach, mierząc spektrum promieniowania X. Odkryli w ten sposób, że od 15 do 20 procent wszystkich zaobserwowanych źródeł ma temperaturę odpowiadającą zakresowi temperaturze kwazimiękkich źródeł.

Energia wypromieniowywana przez te źródła jest porównywalna lub większa niż energia gwiazd neutronowych i gwiezdnych czarnych dziur, zasilanych materią opadająca z towarzyszących im gwiezdnych kompanów.

Jedna z możliwości jest taka, że za takim źródłem kryje się standardowa gwiazda neutronowymi lub gwiezdna czarna dziurami, wokół której gorąca chmura gazu z nieznanego powodu jest o wiele większa niż normalnie. Według innego wyjaśnienia, promieniowanie X pochodzi z sąsiedztwa średnio masywnej czarnej dziury o masie kilkuset mas Słońca. Powoduje to wzrost rozmiaru horyzontu zdarzeń i wyjaśnia większy rozmiar i niższą temperaturę źródła.

Wraz ze wzrostem liczby znanych źródeł kwazilekkiego promieniowania, typ galaktyki w których się znajdują i ich lokalizacja powinny dać astronomom dodatkowe informacje na temat natury obiektów. Obecne badania wskazują, że znajdują się one tak samo w galaktykach eliptycznych jak i spiralnych.

Di Stefano i jej zespół z CFA obserwował źródła lekkich kwazarów w kilku galaktykach za pomocą Kosmicznego Obserwatorium Chandra: między innymi w M101, M8, M51 i NGC 4697.