شهد علماء الفلك ترقبًا لانفجار مستعر أعظم في المجرة القريبة M83 بدلاً من ذلك انفجارًا هائلاً من نوع آخر: مصدر أشعة سينية فائق السطوع جديد ، أو ULX. في ما يسميه العلماء "فورة غير عادية" ، زاد ULX في M83 في سطوع الأشعة السينية بما لا يقل عن 3000 مرة ، وهو أحد أكبر التغييرات في الأشعة السينية على الإطلاق لهذا النوع من الكائنات.
قال روبرتو سوريا من جامعة كيرتن في أستراليا ، الذي قاد الدراسة الجديدة: "إن تفجير هذا ULX فاجأنا وكان علامة مؤكدة أننا اكتشفنا شيئًا جديدًا حول طريقة نمو الثقوب السوداء".
يقول الباحثون أن هذا الانفجار يقدم دليلاً مباشرًا على مجموعة من الثقوب السوداء النجمية القديمة المتقلبة ويعطي رؤية جديدة لطبيعة فئة غامضة من الثقوب السوداء التي يمكن أن تنتج الكثير من الطاقة في الأشعة السينية حيث يشع مليون شمس على جميع الأطوال الموجية. .
قال عالم الفيزياء الفلكية بيل بلير من جامعة جونز هوبكنز ، في مدونة شاندرا ، "حدث شيء مضحك أثناء انتظار السوبرنوفا التالية في M83" ، قالت هذه المجرة ، المعروفة أيضًا باسم Galaxy Pinwheel Galaxy ، "هدية رائعة من الطبيعة. على بعد 15 مليون سنة ضوئية ، هي في الواقع واحدة من المجرات الأقرب (فقط على بعد 7-8 مرات من مجرة أندروميدا) ، لكنها تظهر على أنها وجهًا لوجه تقريبًا ، مما يمنح أبناء الأرض رؤية رائعة لأذرعها الحلزونية الجميلة و نواة تشكيل النجم النشطة. "
أنتجت M83 ستة مستعرات عظمى ملحوظة منذ عام 1923 ، ولكن آخرها شوهد في عام 1983. "لقد تأخرنا عن وجود مستعر أعظم جديد!" كتب بلير.
لذلك ، كان العديد من علماء الفلك يراقبون M83 ، على أمل اكتشاف مستعر أعظم جديد ، لكنهم رأوا بدلاً من ذلك قفزة كبيرة في سطوع الأشعة السينية ، والتي وفقًا للباحثين ، حدثت على الأرجح بسبب الزيادة المفاجئة في كمية المواد التي تقع في الأسود الفجوة.
يمكن أن ينتج ULX أشعة سينية أكثر من معظم الأنظمة الثنائية "العادية" التي يكون فيها النجم المرافق في مدار حول نجم نيوتروني أو ثقب أسود. يشير انبعاث الأشعة السينية الفائق الحجم إلى أن ULXs تحتوي على ثقوب سوداء قد تكون أكبر بكثير من تلك الموجودة في مكان آخر في مجرتنا.
النجوم المصاحبة لـ ULXs ، عند تحديدها ، عادة ما تكون نجومًا شابة وضخمة ، مما يعني أن الثقوب السوداء لها أيضًا صغيرة. ومع ذلك ، فإن أحدث الأبحاث تقدم دليلاً مباشرًا على أن ULXs يمكن أن تحتوي على ثقوب سوداء أقدم بكثير وربما تم تعريف بعض المصادر بشكل خاطئ على أنها صغار.
تم رصد ملاحظات M83 على مدى عدة سنوات مع شاندرا. لم يتم العثور على أي علامة على ULX في صور الأشعة السينية التاريخية التي تم إجراؤها باستخدام مرصد أينشتاين في عام 1980 ، و ROSAT في عام 1994 ، ووكالة الفضاء الأوروبية XMM-Newton في 2003 و 2008 ، ومرصد ناسا سويفت في 2005 ، وملاحظات ماجلان في أبريل 2009 أو في صورة هابل التي تم الحصول عليها في أغسطس 2009.
ولكن في عام 2011 ، استخدمت سوريا وزملاؤها صورًا بصرية من مرصد Gemini ومنظار هابل الفضائي التابع لناسا ورأوا مصدرًا أزرق ساطعًا في موقع مصدر الأشعة السينية.
يشير عدم وجود مصدر أزرق في الصور السابقة إلى أن النجم المرافق للثقب الأسود أكثر خفوتًا وأحمرًا وله كتلة أقل بكثير من معظم الصحابة الذين تم ربطهم مسبقًا بـ ULXs. لا بد أن الانبعاثات الضوئية الزرقاء الساطعة التي شوهدت عام 2011 يجب أن تكون ناجمة عن تراكم دراماتيكي لمزيد من المواد من النجم المرافق.
"إذا كان ULX قد لوحظ فقط خلال ذروة انبعاث الأشعة السينية في عام 2010 ، لكان من السهل أن يخطئ النظام في أنه ثقب أسود مع رفيق نجمي ضخم وأصغر بكثير ، عمره حوالي 10 إلى 20 مليون سنة" ، قال المشترك -أليف بلير.
من المحتمل أن يكون رفيق الثقب الأسود في M83 نجمًا عملاقًا أحمر لا يقل عمره عن 500 مليون سنة ، مع كتلة أقل من أربعة أضعاف الشمس. تشير النماذج النظرية لتطور النجوم إلى أن الثقب الأسود يجب أن يكون قديمًا تقريبًا مثل رفيقه.
تم اكتشاف ULX آخر يحتوي على ثقب أسود متقلب قديم في الآونة الأخيرة في مجرة أندروميدا من قبل فريق بقيادة أمانبريت كاور من جامعة كليمسون ، نُشر في عدد فبراير 2012 من علم الفلك والفيزياء الفلكية. أبلغ ماثيو ميدلتون وزملاؤه من جامعة دورهام عن مزيد من المعلومات في عدد مارس 2012 من الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. استخدموا بيانات من Chandra و XMM-Newton و HST لإظهار أن ULX متغير للغاية ورفيقه هو نجم أحمر قديم.
قال كيب كونتز ، مؤلف مشارك في ورقة M83 الجديدة: "مع هذين الجسمين ، أصبح من الواضح أن هناك فئتين من ULX ، أحدهما يحتوي على ثقوب سوداء شابة تنمو باستمرار والآخر يحتوي على ثقوب سوداء قديمة تنمو بشكل غير منتظم". أيضا من جامعة جونز هوبكنز. "لقد كنا محظوظين جدًا لمراقبة كائن M83 في الوقت المناسب لإجراء المقارنة قبل وبعد".
ستظهر ورقة تصف هذه النتائج في عدد 10 مايو من مجلة The Astrophysical Journal.
المصادر: وكالة ناسا ، مدونة شاندرا
