Tło rentgenowskie składa się z ogromnej liczby słabych obiektów. Źródło zdjęcia: NASA Kliknij, aby powiększyć
Korzystając z najbardziej czułej mapy rentgenowskiej Galaktyki, uzyskanej z połączenia 10 lat danych obserwatorium orbitalnego Rossi XTE, naukowcy z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka odkryli źródło emisji tła galaktycznego. Pokazują, że składa się z emisji z miliona akrecyjnych układów podwójnych białego karła i setek milionów normalnych gwiazd z aktywnymi koronami.
Prawie 400 lat po tym, jak Galileusz ustalił, że delikatna Droga Mleczna faktycznie składa się z wielu pojedynczych gwiazd, naukowcy korzystający z rentgenowskiego Rossi Timing Explorer NASA zrobili to samo w przypadku rentgenowskiej Drogi Mlecznej.
Geneza tak zwanego galaktycznego tła rentgenowskiego była od dawna tajemnicą. Naukowcy twierdzą teraz, że ten koc promieni rentgenowskich nie jest rozproszony, jak wielu uważało, ale emanuje z niezliczonych setek milionów pojedynczych źródeł zdominowanych przez rodzaj martwej gwiazdy zwanej białym karłem.
Jeśli zostanie to potwierdzone, to nowe odkrycie wywarłoby głęboki wpływ na nasze zrozumienie historii naszej galaktyki, od formowania się gwiazd i szybkości supernowych po ewolucję gwiazd. Wyniki rozwiązują główne problemy teoretyczne, ale wskazują na zaskakujące zaniżanie liczby obiektów gwiezdnych.
Naukowcy z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka (MPA) w Garching w Niemczech oraz Instytutu Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie omawiają te wyniki w dwóch artykułach opublikowanych w Astronomy & Astrophysics.
„Z samolotu widać rozproszoną poświatę z miasta nocą” - powiedział dr Michaił Revnivtsev z MPA, główny autor jednego z artykułów. „Powiedzieć, że miasto wytwarza światło, nie wystarczy. Dopiero gdy zbliżysz się, zobaczysz poszczególne źródła, które składają się na ten blask - lampy domowe, lampy uliczne i reflektory samochodowe. Pod tym względem zidentyfikowaliśmy poszczególne źródła lokalnego światła rentgenowskiego. To, co znaleźliśmy, zaskoczy wielu naukowców. ”
Promienie X są wysokoenergetyczną formą światła, niewidoczną dla naszych oczu i znacznie bardziej energetyczną niż światło optyczne i ultrafioletowe. Nasze oczy widzą pojedyncze gwiazdy posypane na w dużej mierze ciemnym niebie. W pasmach rentgenowskich niebo nigdy nie jest ciemne; jest wszechobecny i stały blask.
Poprzednie obserwacje nie ujawniły wystarczającej liczby źródeł promieniowania rentgenowskiego, aby uwzględnić „mleczną drogę rentgenowską”. Doprowadziło to do problemów teoretycznych. Gdyby promieniowanie rentgenowskie pochodziło z gorącego i rozproszonego gazu, ostatecznie „wzniosłoby się” i uciekłoby z granic galaktyki. Co więcej, cały ten gorący gaz musiałby pochodzić z milionów przeszłych wybuchów gwiazd zwanych supernowymi, co oznaczałoby, że szacunki dotyczące powstawania gwiazd i śmierci gwiazd były dalekie.
„Teleskopy rentgenowskie mogą rozdzielić emisję na źródła dyskretne, ale mogą stanowić jedynie około 30 procent emisji”, powiedział dr Jean Swank, naukowiec projektu Rossi Explorer w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland, USA. „Wielu uważało, że udział lwa był naprawdę rozproszony, na przykład z gorącego gazu między gwiazdami. Teraz wydaje się, że można to wszystko wytłumaczyć kombinacją dwóch rodzajów gwiazd. ”
Nowe badanie opiera się na prawie 10 latach danych zebranych przez Rossi Explorer i stanowi najdokładniejszą mapę galaktyki w pasmach promieniowania rentgenowskiego. Zespół naukowy doszedł do wniosku, że galaktyka Drogi Mlecznej rzeczywiście obfituje w gwiazdy rentgenowskie, z których większość nie jest bardzo jasna, i że naukowcy przez lata nie docenili ich liczby nawet stukrotnie.
Co zaskakujące, nie są tu zaangażowani zwykli podejrzani o emisję promieniowania rentgenowskiego - czarne dziury i gwiazdy neutronowe. Przy wyższych energiach promieniowania rentgenowskiego blask promieniowania rentgenowskiego powstaje prawie całkowicie ze źródeł zwanych zmiennymi kataklizmicznymi.
Kataklizmiczna zmienna to układ podwójny zawierający stosunkowo normalną gwiazdę i białego karła, który jest gwiezdnym żarem gwiazdy takiej jak nasze Słońce, której skończyło się paliwo. Sam biały karzeł jest przyćmiony. W układzie podwójnym może oderwać materię od swojej gwiazdy towarzyszącej, aby ogrzać się w procesie zwanym akrecją. Akreowany gaz jest bardzo gorący, co stanowi źródło znacznych promieni rentgenowskich.
Przy nieco niższych energiach promieniowania rentgenowskiego blask jest mieszanką około jednej trzeciej zmiennych kataklizmicznych i dwóch trzecich aktywnych koron gwiezdnych. Większość aktywności gwiezdnej korony zachodzi również w układach podwójnych, gdzie pobliski towarzysz skutecznie porusza zewnętrzne części gwiazdy. To energetyzuje gwiezdny analog do wytwarzania rozbłysków słonecznych, które emitują promienie rentgenowskie. Zespół naukowy twierdzi, że w naszej galaktyce znajduje się ponad milion zmiennych kataklizmicznych i blisko miliard aktywnych gwiazd. Obie te liczby odzwierciedlają znaczne zaniżanie rachunków w poprzednich szacunkach.
„Podobnie jak medyczne prześwietlenie, mapa galaktycznego prześwietlenia pokazuje szczegóły struktury Drogi Mlecznej”, powiedział Revnivtsev. „Widzimy całą galaktykę i liczymy źródła promieniowania rentgenowskiego. Jest to bardzo ważne dla astronomów, którzy obliczają życie gwiazd. ”
NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland, USA zarządza Rossi Explorer, który został uruchomiony w grudniu 1995 roku.
Oryginalne źródło: Towarzystwo Maxa Plancka
