אסטרונומים שומרים על פיצוץ סופרנובה בגלקסיה הסמוכה M83 במקום, היו עדים לפיצוץ אדיר מסוג אחר: מקור רנטגן אולטרה-לומינוני, או ULX. במה שמדענים מכנים "התפרצות יוצאת דופן", ULX ב- M83 עלה בהירות הרנטגן לפחות 3000 פעמים, אחד השינויים הגדולים ביותר בצילומי רנטגן שנראו אי פעם עבור סוג זה של אובייקט.
"ההתלקחות של ה- ULX הזה הפתיעה אותנו והיה סימן בטוח שגילינו משהו חדש על דרך צמיחת החורים השחורים," אמר רוברטו סוריה מאוניברסיטת קרטין באוסטרליה, שהוביל את המחקר החדש.
החוקרים טוענים כי הפיצוץ הזה מספק עדות ישירה לאוכלוסייה של חורים שחורים כוכבים ישנים ונדיפים ונותן תובנה חדשה לגבי טבעו של מעמד מסתורי של חורים שחורים שיכול לייצר אנרגיה רבה בצילומי רנטגן כמו שמיליון שמשות מקרינות בכל אורכי הגל .
האסטרופיזיקאי ביל בלייר מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, כותב בבלוג של צ'נדרה, "דבר מצחיק שקרה בזמן שחיכה לסופרנובה הבאה ב- M83", אמר הגלקסיה הזו, הידועה גם בשם גלקסיית הגלגל הדרומי, "היא מתנה טבע מדהימה. במרחק של 15 מיליון שנות אור משם, היא למעשה אחת מהגלקסיות הקרובות יותר (רק פי 7-8 מרוחקות יותר מגלקסיית אנדרומדה), אך היא נראית כמעט פנים אל פנים, ומעניקה לארצבים נוף פנטסטי של זרועות הספירלה היפות שלה גרעין פעיל ליצירת כוכבים. "
M83 יצרה שישה סופרנובות שנצפו מאז שנת 1923, אך האחרונה שנראתה הייתה בשנת 1983. "נגמר לנו סופרנובה חדשה!" בלייר כתב.
אז אסטרונומים רבים צפו ב- M83 בתקווה לאתר סופרנובה חדשה, אך במקום זאת ראו קפיצה דרמטית בהירות הרנטגן, שלדברי החוקרים, ככל הנראה התרחשה בגלל עלייה פתאומית בכמות החומר שנפלה לשחור חור.
ULX יכול להפיג יותר קרני רנטגן מאשר מרבית המערכות הבינאריות ה"רגילות "בהן כוכב נלווה נמצא במסלול סביב כוכב נויטרונים או חור שחור. פליטת הרנטגן הסופר-בגודל מציעה ש- ULX מכילים חורים שחורים שעשויים להיות מסיביים בהרבה מאלה שנמצאים במקומות אחרים בגלקסיה שלנו.
הכוכבים המלווים ל- ULX, כאשר הם מזוהים, הם בדרך כלל כוכבים צעירים, מאסיביים, ומשתמעים כי החורים השחורים שלהם הם גם צעירים. עם זאת, המחקר האחרון מספק עדויות ישירות לכך ש- ULX יכולים להכיל חורים שחורים ישנים בהרבה, וכמה מקורות עשויים להזדהות שלא כצעירים.
התצפיות על M83 נערכו לאורך תקופה של מספר שנים עם צ'נדרה. לא נמצא שום סימן ל- ULX בתמונות רנטגן היסטוריות שנעשו עם מצפה הכוכבים של איינשטיין בשנת 1980, ROSAT בשנת 1994, XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית בשנת 2003 ו -2008, מצפה הכוכבים של נאס"א בשנת 2005, תצפיות טלסקופ מגלן באפריל 2009 או בתמונת האבל שהתקבלה באוגוסט 2009.
אולם בשנת 2011, סוריה ועמיתיו השתמשו בתמונות אופטיות ממצפה הכוכבים תאומים וטלסקופ החלל האבל של נאס"א וראו מקור כחול בהיר במיקום של מקור הרנטגן.
היעדר מקור כחול בתמונות הקודמות מעיד על כך שכוכב הלוויה של החור השחור הוא קלוש יותר, אדום יותר ובעל מסה נמוכה בהרבה מרוב המלווים שקודם לכן נקשרו ישירות ל- ULX. הפליטה האופטית הכחולה והבהירה שנראתה בשנת 2011 כנראה נגרמה כתוצאה מהצטברות דרמטית של יותר חומר מכוכב המלווה.
"אם ה- ULX היה נצפה רק בשיאו של פליטת הרנטגן בשנת 2010, המערכת הייתה יכולה בקלות לטעות בחור שחור עם בן לוויה מאסיבי, צעיר בהרבה, כבן 10 עד 20 מיליון שנה," אמר שיתוף -סופר בלייר.
בן הזוג לחור השחור ב M83 הוא ככל הנראה כוכב ענק אדום בן 500 מיליון שנה לפחות, עם מסה פחות מפי ארבע מהשמש. מודלים תיאורטיים להתפתחות הכוכבים מציעים כי החור השחור צריך להיות כמעט ישן כמו בן לווייתו.
ULX אחר שהכיל חור שחור ישן והפכפך התגלה לאחרונה בגלקסיית אנדרומדה על ידי צוות בראשות אמאנפריט קאור מאוניברסיטת קלמסון, שפורסם בגיליון פברואר 2012 של אסטרונומיה ואסטרופיסיקה. מתיו מידלטון ועמיתיו מאוניברסיטת דורהאם דיווחו על מידע נוסף בגיליון מרץ 2012 של ההודעות החודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה. הם השתמשו בנתונים של צ'נדרה, XMM-Newton ו- HST כדי להראות שה- ULX משתנה מאוד ובן לווייתו הוא כוכב ישן ואדום.
"עם שני האובייקטים האלה, מתברר שיש שני סוגים של ULX, האחד מכיל חורים שחורים צעירים ומתפתחים והשני מכיל חורים שחורים ישנים שצומחים בצורה לא תקינה," אמר קיפ קונץ, מחבר משותף לעיתון M83 החדש, גם מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס. "התמזל מזלנו לראות את האובייקט M83 בדיוק בזמן הנכון לבצע את ההשוואה לפני ואחרי."
מאמר המתאר תוצאות אלה יופיע בגיליון ה- 10 במאי של כתב העת Astrophysical.
מקורות: נאס"א, בלוג צ'נדרה
