XRISM відкрив новий тип космічного “туману”: вітри від нейтронної зорі виявилися густішими й повільнішими, ніж будь-коли спостерігалося раніше.
Уява художника від потужних вітрів, що дмуть від яскравого джерела рентгенівського випромінювання GX13+1. Рентгенівське випромінювання виходить від диска гарячої матерії, відомого як акреційний диск, який поступово спіралеподібно опускається вниз і вдаряється об поверхню нейтронної зорі. Зображення: ESA
Використовуючи унікальні спектроскопічні можливості місії XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), спільного проєкту JAXA, ESA та NASA, вчені вперше спостерігали детальну структуру вітру, що виривається від нейтронної зорі GX13+1. Це відкриття змушує переосмислити наші уявлення про те, як енергія і матерія взаємодіють у найбільш екстремальних умовах у Всесвіті.
«Коли ми вперше побачили безліч деталей у даних, ми зрозуміли, що стали свідками результату, який змінює правила гри», — розповів Маттео Гуайнацці, науковий співробітник проєкту ESA XRISM.
25 лютого 2024 року інструмент Resolve зафіксував момент, коли GX13+1 раптово спалахнула, досягнувши або навіть перевищивши межу Еддінгтона — критичний рівень, за якого сила випромінювання врівноважує гравітаційне притягання. Це рідкісна можливість спостерігати процес у реальному часі.
«Ми не змогли б запланувати це, навіть якби намагалися», — згадує Кріс Доун із Даремського університету. «Система різко посилилася, утворивши надзвичайно густий вітер — найщільніший з усіх, що ми коли-небудь бачили».
Проте саме швидкість цього вітру стала головною несподіванкою. Замість очікуваних сотень мільйонів кілометрів на годину, він рухався лише близько 1 мільйона км/год, що для космосу є “повільним”.
Поєднуючи великий рентгенівський телескоп із найсучаснішими науковими приладами, Athena дасть відповідь на ключові питання астрофізики, такі як: Як і чому звичайна матерія об’єднується у структури (галактики, групи галактик і скупчення галактик), які ми бачимо сьогодні? І як чорні діри ростуть і формують своє оточення, а також космологічну еволюцію галактик, в яких вони знаходяться? Джерело: ESA
Раніше XRISM спостерігав вітри з надмасивних чорних дір, які рухалися в 20–30% швидкості світла, але були розрідженими й згустковими. У GX13+1 виявили протилежну ситуацію: повільний, проте надзвичайно густий потік.
Це змушує астрономів переосмислити, що саме запускає ці вітри. Якщо тиск випромінювання — головне джерело енергії, то чому об’єкти з подібною яскравістю дають такі різні результати?
Команда припускає, що все зводиться до температури акреційного диска — області гарячого газу, який спіралеподібно падає на нейтронну зорю або чорну діру.
- У надмасивних чорних дір диски великі та відносно холодні, випромінюючи переважно ультрафіолетове світло.
- У подвійних зоряних системах (як GX13+1) диски менші, гарячіші і випромінюють рентгенівське випромінювання.
Оскільки ультрафіолет взаємодіє з матерією ефективніше, він може сильніше “штовхати” речовину, створюючи швидші вітри. Таким чином, саме тип випромінювання може визначати динаміку цих відтоків.
«Мене досі дивує, наскільки “повільним” є цей вітер, — каже Кріс Доун. — Це все одно, що дивитися на Сонце крізь густий туман».
XRISM вивчає Всесвіт у рентгенівському світлі, використовуючи безпрецедентне поєднання світлозбиральної здатності та енергетичної роздільної здатності – здатності розрізняти рентгенівські промені різної енергії. Місія надає уявлення про динаміку скупчень галактик, хімічний склад Всесвіту, потік речовини навколо акреційних надмасивних чорних дір (активних галактичних ядер або AGN) та багато інших тем. Джерело: ESA
Космічні вітри — це не просто локальні явища. Вони можуть стискати міжзоряні хмари, стимулюючи народження нових зір, або ж розсіювати газ, зупиняючи зореутворення. Такий механізм зворотного зв’язку впливає на зростання галактик і навіть на формування структур у Всесвіті.
«Безпрецедентна роздільна здатність XRISM дозволяє нам досліджувати ці процеси набагато глибше, — пояснює Камілла Діз із ЄКА. — Це прокладає шлях до телескопів нового покоління, таких як NewAthena, що дадуть змогу зрозуміти, як матерія формує космічний ландшафт».
Підсумок: відкриття XRISM показує, що не всі космічні вітри однакові. Температура акреційного диска і тип випромінювання можуть визначати, як саме енергія вивільняється з найекстремальніших об’єктів у Всесвіті. І тепер, завдяки цьому прориву, ми на крок ближче до розуміння того, як чорні діри та нейтронні зорі вплітаються у велику історію космічної еволюції.
#Вітри #GX131 #здивували #вчених #своєю #щільністю #млявістю
Source link
