Chandra znalazła 84 niezwykle miękkie źródła X. Ich natura wciąż wymyka się astronomom

Nie jeden obiekt, lecz powtarzalny ślad w danych

Badacze przeszukali publicznie dostępne obserwacje z archiwum kosmicznego obserwatorium Chandra. W sześciu galaktykach znaleźli 84 punktowe źródła leżące poza ich jądrami. To właśnie wspólny wzór emisji, a nie podobieństwo widocznego wyglądu obiektów, pozwolił połączyć je w jedną grupę.

Nazwa „hipermiękkie” opisuje energię rejestrowanych fotonów. Źródła świecą przede wszystkim, a czasem wyłącznie, w najniższym badanym zakresie promieniowania X — od około 0,15 do 0,3 keV. Powyżej progu 0,3 keV ich sygnał wyraźnie słabnie w porównaniu z typowymi źródłami rentgenowskimi.

To ważne rozróżnienie: astronomowie wykryli dobrze określoną sygnaturę obserwacyjną. Nie oznacza ona automatycznie, że wszystkie 84 obiekty mają tę samą budowę albo przeszły tę samą historię.

Akrecja daje trop, ale nie wskazuje jednego winowajcy

Autorzy badania rozważają układy podwójne, w których materia z jednej gwiazdy spływa na zwarty obiekt towarzyszący. Taki proces nazywa się akrecją. Opadająca materia ogrzewa się i może emitować promieniowanie X — stąd sensowny związek z zaobserwowanym sygnałem.

Problem w tym, że ten sam ogólny mechanizm może zachodzić w różnych układach. Materię może przyciągać biały karzeł, gwiazda neutronowa albo czarna dziura. Każda z tych możliwości prowadzi do odmiennej fizycznej interpretacji źródła, a obecne dane nie pozwalają przypisać całej populacji do jednej z nich.

Innymi słowy, obserwacje mówią już, jakiego rodzaju światło dociera do teleskopu, lecz nie pokazują jeszcze wystarczająco wyraźnie maszyny, która je produkuje. To różnica między rozpoznaniem odcisku palca a ustaleniem, kto go zostawił.

Najważniejsza część widma jest zasłonięta przez gaz

Modele widm przedstawione przez autorów sugerują, że znaczna część energii tych źródeł może przypadać na ekstremalny ultrafiolet, w skrócie EUV. Jest to zakres pomiędzy zwykłym ultrafioletem a promieniowaniem X. Dla badaczy byłby szczególnie pomocny, bo mógłby lepiej odróżniać konkurencyjne wyjaśnienia.

Tu pojawia się podstawowa przeszkoda obserwacyjna. Między gwiazdami znajduje się gaz, głównie wodór i hel, który skutecznie pochłania promieniowanie ekstremalnego UV. Zanim dotrze ono do naszych instrumentów, jego sygnał może zostać mocno osłabiony.

Także najmiększe promieniowanie X nie jest łatwym materiałem dla teleskopów rentgenowskich. Astronomowie próbują więc odtworzyć pełniejszy obraz na podstawie tego fragmentu widma, który zdołał przebyć drogę przez gaz i zostać zarejestrowany przez Chandrę.

Co odkrycie już rozstrzyga, a co zostawia otwarte

Publikacja w „Nature Astronomy” ustanawia hipermiękkie źródła X jako rozpoznawalną klasę obserwacyjną: to pozajądrowe, punktowe emitery o wyjątkowo silnej przewadze najniżej energetycznego promieniowania rentgenowskiego. Samo znalezienie 84 przykładów w kilku galaktykach pokazuje, że nie chodzi o pojedynczą osobliwość w danych.

Nie rozstrzyga natomiast, jaki udział w tej grupie mają układy z białymi karłami, a jaki te z gwiazdami neutronowymi lub czarnymi dziurami. Otwarte pozostaje też pytanie, czy ich promieniowanie EUV rzeczywiście w istotnej skali jonizuje gaz międzygwiazdowy oraz czy część takich systemów ma związek z prekursorami supernowych typu Ia.

Najuczciwsza odpowiedź na zagadkę brzmi więc: astronomowie wiedzą już, że patrzą na spójną, wcześniej niedostrzeganą sygnaturę. Nie wiedzą jeszcze, czy za tym samym sygnałem kryje się jeden rodzaj układu, czy kilka różnych kosmicznych scenariuszy akrecji.