Вдалося розгадати загадку нашої галактики, котра не давала спокою астрономам півстоліття

Міжнародна група дослідників, за допомогою космічного корабля NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) змогла вирішити давню космічну головоломку, передають Патріоти України з посиланням на Space.com.

Учені з'ясували, чому загадковий об'єкт Лебідь Х-3 такий яскравий. Цей об'єкт є парою із зірки і, можливо, чорної діри, і розташований він за 24 тис. світлових років у галактиці Чумацький Шлях.

Систему Лебідь Х-3 відкрили на початку 1970-х років, тоді радіотелескопи вловили потужні струмені, які виривалися майже зі швидкістю світла. Радіовипромінювання від цих струменів тривало кілька днів, а потім загадковим чином вимикалося.

У 70-х цю систему описали як "астрономічну головоломку", чому сприяв той факт, що астрономи не можуть навіть побачити Лебідь Х-3 у видимому світлі. Система оповита густим пилом у площині нашої галактики. Десятки років тому радіоастрономи навіть намагалися зловити момент увімкнення і вимкнення Лебідь Х-3, координуючи свої дії телефоном.

На сьогоднішній день астрономи з'ясували, що Лебідь Х-3 є рентгенівською подвійною системою, де масивна зірка скидає речовину на більш компактний об'єкт. Він може виявитися нейтронною зіркою, або, що більш імовірно, чорною дірою. Її маса може бути приблизно в 5 разів більшою, ніж у Сонця.

Масивна зірка — це зірка Вольфа-Райє, фазу яку проходять далеко не всі зірки-надгіганти. У цей період вони починають випромінювати потужні зоряні вітри, які піднімають цілі шматки зовнішньої оболонки зірки в космос. Саме ці віднесені вітром шматки зірки живлять аккреційний диск, який обертається навколо компактного об'єкта.

Але яскравість Лебідь Х-3 дуже складно перевірити. Потік матерії на такі об'єкти, як чорні діри, контролюється таким явищем як межа Еддінгтона. Якщо швидкість процес приросту маси відбувається занадто швидко, аккреційний диск перетворюється на затор. Матеріал у диску стає настільки щільним і гарячим, що кількість радіації, яка виділяється, зупинить приплив свіжого матеріалу. Саме так чорні діри можуть регулювати своє зростання, а частина зайвого матеріалу викидається назад у радіовипромінювальні струмені.

Але існують найяскравіші квазари, які, схоже, порушують межу Еддінгтона. Їхня світність надзвичайно висока, і вони все ще продовжують накопичувати матеріал в акреційному диску. Лебідь Х-3, судячи з усього, потрапляє саме в цю категорію об'єктів, хоча і в менших масштабах.

Команда вчених виміряла ступінь поляризації рентгенівського світла, що виходить від Лебідь Х-3. Дані показали, що ступінь поляризації настільки високий, що його можна пояснити тільки розсіюванням рентгенівських променів усередині лійкоподібної порожнини в центрі аккреційного диска.

"Ми виявили, що компактний об'єкт оточений оболонкою зі щільної напрозорої матерії. Світло, яке ми можемо бачити насправді це відображення від внутрішніх стінок воронки, утворених навколишнім газом. Уся картина нагадує чашку із дзеркальною внутрішньою частиною", — каже керівник дослідження Александра Веледіна з Університету Турку у Фінляндії.

Також команда з'ясувала, що спалахи Лебідь Х-3 переривчасті, тому що у масивної зірки Вольфа-Райє еліптична орбіта навколо компактного об'єкта. Це означає, що іноді зірка підлітає зовсім близько до ймовірної чорної діри, тоді на неї потрапляє більше зоряного матеріалу.

Дослідники вважають, що структура воронки також змінюється у відповідь на збільшення або зменшення матеріалу із зірки. Якщо швидкість приросту матеріалу буде занадто маленькою, воронка може повністю зруйнуватися, але тільки до наступного найближчого прольоту зірки.

Нагадаємо, рідні галактики ховають найяскравіші об'єкти в космосі. Учені вважають, що квазари, які живляться чорними дірами, іноді можуть бути приховані в центрах їхніх рідних галактик.