Các nhà thiên văn học để mắt đến vụ nổ siêu tân tinh trong thiên hà M83 gần đó thay vào đó đã chứng kiến một vụ nổ phi thường thuộc loại khác: nguồn tia X siêu nhẹ mới, hay ULX. Trong những gì các nhà khoa học đang gọi là sự bùng nổ phi thường của người Hồi giáo, thì chiếc ULX trong M83 đã tăng độ sáng tia X ít nhất 3.000 lần, một trong những thay đổi lớn nhất về tia X từng thấy đối với loại vật thể này.
Sự bùng nổ của ULX này khiến chúng tôi ngạc nhiên và là một dấu hiệu chắc chắn chúng tôi đã phát hiện ra một điều mới mẻ về cách thức phát triển của các lỗ đen, ông Roberto Soria thuộc Đại học Curtin ở Úc, người đứng đầu nghiên cứu mới cho biết.
Các nhà nghiên cứu cho biết vụ nổ này cung cấp bằng chứng trực tiếp cho quần thể các lỗ đen sao cũ dễ bay hơi và cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về bản chất của một lớp lỗ đen bí ẩn có thể tạo ra nhiều năng lượng trong tia X khi một triệu mặt trời tỏa ra ở mọi bước sóng .
Nhà vật lý thiên văn Bill Blair thuộc Đại học Johns Hopkins, viết trên Blog Chandra, Một điều buồn cười đã xảy ra trong khi chờ đợi Siêu tân tinh tiếp theo ở M83, ông cho biết thiên hà này, còn được gọi là Thiên hà Pinwheel Nam, là một món quà tuyệt vời của thiên nhiên. Cách xa 15 triệu năm ánh sáng, nó thực sự là một trong những thiên hà gần hơn (chỉ cách xa thiên hà Andromeda 7-8 lần), nhưng nó xuất hiện gần như chính xác, mang đến cho người trái đất một cái nhìn tuyệt vời về cánh tay xoắn ốc tuyệt đẹp của nó và hạt nhân hình thành sao hoạt động.
M83 đã tạo ra sáu siêu tân tinh được quan sát kể từ năm 1923, nhưng cái cuối cùng được nhìn thấy là vào năm 1983. Đã qua thời gian cho một siêu tân tinh mới! Blair đã viết.
Vì vậy, nhiều nhà thiên văn học đã quan sát M83, hy vọng phát hiện ra một siêu tân tinh mới, nhưng thay vào đó lại thấy sự tăng vọt đột ngột của độ sáng tia X, theo các nhà nghiên cứu, có khả năng xảy ra do lượng vật chất rơi vào màu đen đột ngột hố.
Một ULX có thể phát ra nhiều tia X hơn so với hầu hết các hệ nhị phân của Bình thường, trong đó một ngôi sao đồng hành nằm trên quỹ đạo quanh một sao neutron hoặc lỗ đen. Phát xạ tia X có kích thước siêu lớn cho thấy các ULX chứa các lỗ đen có thể nặng hơn nhiều so với các phát hiện ở những nơi khác trong thiên hà của chúng ta.
Các ngôi sao đồng hành với các ULX, khi được xác định, thường là những ngôi sao trẻ, to lớn, ngụ ý các lỗ đen của chúng cũng trẻ. Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất cung cấp bằng chứng trực tiếp rằng các ULX có thể chứa các lỗ đen cũ hơn nhiều và một số nguồn có thể đã bị xác định nhầm là những người trẻ tuổi.
Các quan sát của M83 đã được thực hiện trong khoảng thời gian vài năm với Chandra. Không tìm thấy dấu hiệu nào của ULX trong các hình ảnh tia X lịch sử được thực hiện với Đài thiên văn Einstein năm 1980, ROSAT năm 1994, XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ châu Âu năm 2003 và 2008, đài quan sát Swift của NASA năm 2005, quan sát Kính viễn vọng Magellan vào tháng 4 năm 2009 hoặc trong một hình ảnh Hubble thu được vào tháng 8 năm 2009.
Nhưng vào năm 2011, Soria và các đồng nghiệp đã sử dụng hình ảnh quang học từ Đài thiên văn Gemini và Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA và nhìn thấy một nguồn màu xanh sáng ở vị trí của nguồn tia X.
Việc thiếu một nguồn màu xanh trong các hình ảnh trước đó cho thấy ngôi sao đồng hành của lỗ đen là mờ hơn, đỏ hơn và có khối lượng thấp hơn nhiều so với hầu hết các bạn đồng hành trước đây đã được liên kết trực tiếp với các ULX. Sự phát xạ quang học màu xanh lam, sáng chói được nhìn thấy trong năm 2011 phải được gây ra bởi sự tích lũy mạnh mẽ của nhiều vật liệu hơn từ ngôi sao đồng hành.
Nếu như ULX chỉ được quan sát thấy trong thời kỳ phát xạ tia X cực đại của nó vào năm 2010, thì hệ thống này dễ bị nhầm lẫn với một lỗ đen với một người bạn đồng hành lớn, trẻ hơn nhiều, khoảng 10 đến 20 triệu năm tuổi. - tác giả Blair.
Người bạn đồng hành với hố đen trong M83 có khả năng là một ngôi sao khổng lồ đỏ ít nhất 500 triệu năm tuổi, với khối lượng nhỏ hơn bốn lần mặt trời. Các mô hình lý thuyết cho sự tiến hóa của các ngôi sao cho thấy lỗ đen gần như cũ như bạn đồng hành của nó.
Một ULX khác chứa một lỗ đen cũ, dễ bay hơi gần đây đã được phát hiện trong thiên hà Andromeda bởi một nhóm do Amanpreet Kaur từ Đại học Clemson dẫn đầu, xuất bản trong số tháng 2 năm 2012 của Thiên văn học và Vật lý thiên văn. Matthew Middleton và các đồng nghiệp từ Đại học Durham đã báo cáo thêm thông tin trong số ra tháng 3 năm 2012 của Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Họ đã sử dụng dữ liệu từ Chandra, XMM-Newton và HST để cho thấy ULX có độ biến thiên cao và bạn đồng hành của nó là một ngôi sao đỏ, cũ.
Kip Kuntz, đồng tác giả của bài báo M83 mới cho biết, với hai đối tượng này, rõ ràng có hai lớp ULX, một lớp chứa các lỗ đen trẻ, đang phát triển liên tục và lớp kia chứa các lỗ đen cũ phát triển thất thường. cũng của Đại học Johns Hopkins. Chúng tôi đã rất may mắn khi quan sát đối tượng M83 vào đúng thời điểm để so sánh trước và sau khi so sánh.
Một bài viết mô tả những kết quả này sẽ xuất hiện trong số ra ngày 10 tháng 5 của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Nguồn: NASA, Chandra Blog
