Неймовірне відкриття: таємницю космічного вітру, що впливає на нашу галактику, нарешті розкрито.

Всесвіт – це справді унікальний світ. Нещодавно космічний телескоп XRISM підтвердив цю істину, досліджуючи особливий тип нейтронної зірки, званий пульсаром. Астрономи помітили незвичайний космічний вітер, що виривається з цього екстремального об'єкта.

Астрономи за допомогою космічного телескопа XRISM виявили несподівані відмінності між потужними вітрами, які виникають з диска пульсара, та вітрами, що походять від матерії, що обертається навколо надмасивних чорних дір. Вражаюче щільний вітер, що утворюється навколо нейтронної зірки, став справжнім викликом для розуміння механізмів його формування та впливу на навколишнє середовище. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature, як повідомляє Phys.

Нейтронні зірки – одні з найбільш щільних об'єктів у нашому Всесвіті, які характеризуються надзвичайними фізичними умовами. Вони є залишками загиблих масивних зірок і складаються переважно з нейтронів. Деякі з цих зірок обертаються навколо своєї осі з великими швидкостями, випромінюючи періодичний сигнал, що призводить до явища, відомого як пульсація. Такі об'єкти називаються пульсарами.

Астрономи вивчили пульсар під назвою GX 13+1, який розташований у Чумацькому Шляху на відстані 23 000 світлових років від нас. Насправді це подвійна система, що складається з пульсара, а також масивної звичайної зірки.

Пульсари, подібно до чорних дір, оточені акреційним диском, який заповнений гарячими матеріалами, що падають на нейтронну зірку. З цього диска випромінюється потужне рентгенівське світло. Як і чорні дірки, пульсари викидають речовину з акреційних дисків, створюючи космічні вітри, що впливають на навколишнє середовище і змінюють його. Ці явища також можна спостерігати в рентгенівському спектрі.

Космічні вітри можуть викликати стиснення газових хмар, що призводить до утворення нових зірок. Але вони ж можуть розривати на частини ці хмари, що зупиняє появу нових зірок у галактиці. Космічний вітер центральної надмасивної чорної діри може контролювати ріст усієї її рідної галактики.

Оскільки процеси, що формують вітри навколо надмасивних чорних дір, можуть бути аналогічними тим, що спостерігаються у пульсарів, астрономи вирішили зосередити увагу на GX13+1. Цей об'єкт знаходиться ближче до нас і демонструє яскравіший рентгенівський спектр в порівнянні з більшістю надмасивних чорних дір.

Під час спостереження астрономів чекала несподіванка. Лише за кілька днів до початку досліджень пульсар GX13+1 раптово збільшив свою яскравість, перевищивши або досягнувши теоретично встановлену межу, відому як межа Еддінгтона.

Основний принцип, що визначає цю межу, полягає в тому, що чим більше матеріалу потрапляє на компактний об'єкт, наприклад, чорну діру або нейтронну зірку, тим більше енергії вивільняється. Чим швидше відбувається вивільнення енергії, тим сильніший тиск він чинить на падаючу речовину, виштовхуючи її назад у відкритий космос. На межі Еддінгтона кількість випромінювання, яке генерується, є майже достатньою для перетворення більшості падаючого матеріалу на космічний вітер. Телескоп XRISM зафіксував GX13+1 під час цього вражаючого явища.

Астрономи виявили, що пульсар створює більш інтенсивний космічний вітер, ніж було передбачено. Його швидкість також вразила дослідників — близько 1 мільйона км/год. Хоча така швидкість виглядає вражаюче, вітри, які спостерігаються поблизу надмасивних чорних дір, що досягають межі Еддінгтона, рухаються значно швидше. Їхня швидкість перевищує 200 мільйонів км/год, що становить приблизно 25% швидкості світла. Крім того, вітри пульсара виявилися більш однорідними в порівнянні з тими, що спостерігаються у чорних дір.

Астрономи вважають, що різниця зумовлена розміром і температурою аккреційних дисків, що оточують ці об'єкти. Диски навколо надмасивних чорних дір більші, ніж диски навколо пульсарів, і холодніші. Таким чином, типовим видом випромінювання, що випускається аккреційним диском надмасивної чорної діри, є ультрафіолетове випромінювання, яке несе менше енергії, ніж рентгенівське випромінювання, яке випускають аккреційні диски пульсарів.

Це відкриття є ключовим для розкриття механізмів, через які пульсари та чорні діри взаємодіють зі своїм оточенням, а також для розуміння їхнього впливу на процеси формування нових зірок.

Як уже писав Фокус, у сусідній крихітній галактиці виявлено величезну чорну діру. В одній з найменших і тьмяних галактик-супутників Чумацького Шляху астрономи виявили надмасивну чорну діру, маса якої в 450 000 більша за масу Сонця. Це відкриття кидає виклик сучасним уявленням про карликові галактики, де не повинно бути таких величезних чорних дір.