Για περισσότερα από εξήντα χρόνια, οι αστρονόμοι εξερευνούν το Σύμπαν για πηγές ακτίνων Χ. Είναι γνωστό ότι συνδέεται με αστέρια, νέφη υπερθερμασμένου αερίου, διαστρικά μέσα και καταστροφικά γεγονότα, η ανίχνευση κοσμικών ακτίνων Χ είναι μια πρόκληση. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι έχουν ωφεληθεί πάρα πολύ από την ανάπτυξη τροχιακών τηλεσκοπίων όπως το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra .
Από τότε που εκτοξεύτηκε στις 23 Ιουλίου 1999, το Chandra ήταν η ναυαρχίδα της NASA για την αστρονομία ακτίνων Χ. Και την περασμένη εβδομάδα (την Πέμπτη 30 Μαρτίου 2017), το Παρατηρητήριο πέτυχε κάτι πολύ εντυπωσιακό. Χρησιμοποιώντας τη σειρά προηγμένων οργάνων του, το αστεροσκοπείο κατέγραψε ένα μυστηριώδης λάμψη που προέρχεται από το βαθύ διάστημα . Όχι μόνο αυτή ήταν η βαθύτερη πηγή ακτίνων Χ που έχει παρατηρηθεί ποτέ, αλλά αποκάλυψε επίσης τι θα μπορούσε να είναι ένα εντελώς νέο φαινόμενο.
Βρίσκεται στην περιοχή του ουρανού, γνωστή ως Chandra Deep Field-South (CDF-S), αυτή η πηγή εκπομπής ακτίνων Χ φαινόταν να προέρχεται από έναν μικρό γαλαξία που βρίσκεται περίπου 10,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Είχε επίσης μερικές αξιοσημείωτες ιδιότητες, παράγοντας περισσότερη ενέργεια στο διάστημα λίγων λεπτών που συνδύασαν όλα τα αστέρια του γαλαξία.
Εικονογράφηση καλλιτέχνη του Παρατηρητηρίου ακτίνων Χ Chandra, του πιο ευαίσθητου τηλεσκοπίου ακτίνων Χ που κατασκευάστηκε ποτέ. Πίστωση: NASA/CXC/NGST
Αρχικά εντοπίστηκε το 2014 από μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Penn State και το Ποντιφικό Καθολικό Πανεπιστήμιο της Χιλής στο Σαντιάγο της Χιλής, αυτή η πηγή δεν εντοπίστηκε καν στη ζώνη ακτίνων Χ στην αρχή. Ωστόσο, τράβηξε γρήγορα την προσοχή της ομάδας καθώς ξέσπασε και έγινε 1000 φωτεινότερο μέσα σε λίγες ώρες. Σε αυτό το σημείο, οι ερευνητές άρχισαν να συλλέγουν δεδομένα χρησιμοποιώντας το Chandra's Προηγμένο φασματόμετρο απεικόνισης CCD .
Μια μέρα μετά την έξαρση, η πηγή ακτίνων Χ είχε εξασθενίσει σε σημείο που ο Chandra δεν ήταν πλέον σε θέση να την ανιχνεύσει. Όπως ο Niel Brandt – ο Verne M. Willaman καθηγητής Αστρονομίας και Αστροφυσικής στο Penn State και μέλος της ομάδας που το παρατήρησε για πρώτη φορά – περιέγραψε την ανακάλυψη σε ένα Penn State δελτίο τύπου :
«Αυτή η πηγή έκρηξης ήταν ένα θαυμάσιο μπόνους έκπληξη που ανακαλύψαμε κατά λάθος στις προσπάθειές μας να εξερευνήσουμε το ελάχιστα κατανοητό βασίλειο του σύμπαντος των υπεραχνών ακτίνων Χ. Σίγουρα «τυχερήκαμε» με αυτό το εύρημα και τώρα έχουμε ένα συναρπαστικό νέο παροδικό φαινόμενο να εξερευνήσουμε τα επόμενα χρόνια».
Χιλιάδες ώρες δεδομένων παλαιού τύπου από το Χαμπλ και Διαστημικά τηλεσκόπια Spitzer Στη συνέχεια ζητήθηκε η γνώμη για τον προσδιορισμό της θέσης της πηγής ακτίνων Χ CDF-S. Και παρόλο που οι επιστήμονες μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι η εικόνα της πηγής ακτίνων Χ την τοποθετούσε πέρα από ό,τι είχε παρατηρηθεί πριν, δεν είναι απολύτως σαφείς ως προς το τι θα μπορούσε να την προκάλεσε.
Εικόνες ακτίνων Χ (αριστερά) και οπτικές (δεξιά) του χώρου γύρω από την πηγή ακτίνων Χ, που έγιναν με το Chandra και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, αντίστοιχα. Πίστωση: NASA/CXC/F. Bauer et al.
Από τη μία πλευρά, θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα κάποιου είδους καταστροφικού γεγονότος ή κάτι που οι επιστήμονες δεν έχουν ξαναδεί. Ο λόγος για αυτό έχει να κάνει με το γεγονός ότι οι εκρήξεις ακτίνων Χ συνοδεύονται επίσης από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB), η οποία φαίνεται να λείπει εδώ. Ουσιαστικά, τα GRB είναι εκτοξευόμενες εκρήξεις που προκαλούνται από την κατάρρευση ενός τεράστιου άστρου ή από τη συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων (ή ενός αστέρα νετρονίων με μια μαύρη τρύπα).
Εξαιτίας αυτού, έχουν προταθεί τρεις πιθανές εξηγήσεις. Στην πρώτη, η πηγή ακτίνων Χ CDF-S είναι πράγματι το αποτέλεσμα ενός αστεριού που καταρρέει ή συγχώνευσης, αλλά οι πίδακες που προκύπτουν δεν είναι στραμμένοι προς τη Γη. Στο δεύτερο, το ίδιο σενάριο είναι υπεύθυνο για την πηγή ακτίνων Χ, αλλά το GRB βρίσκεται πέρα από τον μικρό γαλαξία. Η τρίτη πιθανή εξήγηση είναι ότι το συμβάν προκλήθηκε από μια μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα που τεμαχίζει ένα λευκό νάνο αστέρι.
Δυστυχώς, καμία από αυτές τις εξηγήσεις δεν φαίνεται να ταιριάζει με τα δεδομένα. Ωστόσο, αυτή η ερευνητική ομάδα σημείωσε επίσης ότι αυτές οι δυνατότητες δεν είναι τόσο καλά κατανοητές, καθώς καμία δεν έχει παρατηρηθεί στο Σύμπαν. Ως Franz Bauer – αστρονόμος από το Ποντιφικό Καθολικό Πανεπιστήμιο της Χιλής – είπε : «Από τότε που ανακαλύψαμε αυτήν την πηγή, παλεύουμε να κατανοήσουμε την προέλευσή της. Είναι σαν να έχουμε ένα παζλ αλλά δεν έχουμε όλα τα κομμάτια».
Όχι μόνο ο Chandra δεν έχει παρατηρήσει άλλες πηγές ακτίνων Χ όπως αυτή κατά τη διάρκεια των 17 ετών που ερεύνησε την περιοχή CDF-S, αλλά δεν έχουν παρατηρηθεί παρόμοια γεγονότα από το διαστημικό τηλεσκόπιο πουθενά στο Σύμπαν κατά τη διάρκεια των σχεδόν δύο δεκαετιών λειτουργίας του . Επιπλέον, αυτό το συμβάν ήταν πιο φωτεινό, πιο βραχύβιο και συνέβη σε έναν μικρότερο, νεότερο ξενιστή γαλαξία από άλλους ανεξήγητες πηγές ακτίνων Χ .
Στατική εικόνα της πηγής ακτίνων Χ που παρατηρήθηκε από τον Chandra, που δείχνει τη λήψη της λάμψης στο κάτω μέρος Πιστώσεις: NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ./F.Bauer et al.
Από όλα αυτά, το μόνο αποφασιστικό στοιχείο φαίνεται να είναι ότι το γεγονός ήταν πιθανότατα το αποτέλεσμα ενός κατακλυσμικού γεγονότος, όπως ένα αστέρι νετρονίων ή ένας λευκός νάνος που σχίζεται. Αλλά το γεγονός ότι καμία από τις πιο εύλογες εξηγήσεις δεν φαίνεται να εξηγεί τα περίεργα χαρακτηριστικά του φαίνεται να υποδηλώνει ότι οι αστρονόμοι μπορεί να έχουν γίνει μάρτυρες ενός εντελώς νέου είδους κατακλυσμικού γεγονότος.
Η μελέτη της ομάδας - ' Ένας νέος, αχνός πληθυσμός παροδικών ακτίνων Χ «- είναι διαθέσιμο στο διαδίκτυο και θα δημοσιευτεί στο τεύχος Ιουνίου 2017 του Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας . Στο μεταξύ, οι αστρονόμοι θα εξετάζουν τα δεδομένα που αποκτήθηκαν από το Chandra και άλλα παρατηρητήρια ακτίνων Χ - όπως το ESA XMM-Newton και της NASA Αποστολή έκρηξης ακτίνων γάμμα Swift – για να δουν αν μπορούν να βρουν άλλα περιστατικά αυτού του είδους.
Και φυσικά, μελλοντικές έρευνες που θα πραγματοποιηθούν με χρήση τηλεσκοπίων Chandra και επόμενης γενιάς ακτίνων Χ θα είναι επίσης σε επιφυλακή για αυτού του είδους τις βραχύβιες, υψηλής ενέργειας εκρήξεις ακτίνων Χ. Είναι πάντα καλό όταν το Σύμπαν μας ρίχνει μια μπάλα καμπύλης. Όχι μόνο μας δείχνει ότι έχουμε περισσότερα να μάθουμε, αλλά μας διδάσκει επίσης ότι δεν πρέπει ποτέ να εφησυχάζουμε στις θεωρίες μας.
Βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει και αυτό το κινούμενο σχέδιο της πηγής ακτίνων Χ CDF-S, ευγενική προσφορά του Παρατηρητηρίου ακτίνων Χ Chandra:
http://chandra.harvard.edu/photo/2017/cdfsxt1/cdfsxt1.mp4