تبين أن النظام الثنائي الذي يحتوي على نجم ضخم وما قد يكون ثقبًا أسود، واللذان يشكلان معًا مصدرًا للأشعة السينية المكثفة، هو مثال أصغر حجمًا لبعض النجوم الزائفة الأكثر سطوعًا في العالم. الكون.
النتائج الجديدة، من فريق دولي استخدم ناسا'س مستكشف قياس الاستقطاب بالأشعة السينية المركبة الفضائية (IXPE)، تصف كيفية تحديد موقع نظام ثنائي للأشعة السينية على بعد حوالي 24000 سنة ضوئية بعيدا في لدينا مجرة درب التبانة يقوم بتضخيم انبعاث الأشعة السينية في تجويف على شكل قمع يحيط بالمحتمل ثقب اسود.
تم اكتشاف النظام، Cygnus X-3، في أوائل السبعينيات عندما رصدت التلسكوبات الراديوية نفاثات قوية تشع منه عند مسافة قريبة تقريبًا. سرعة الضوء. ويستمر البث الراديوي الصادر عن هذه الطائرات لبضعة أيام، قبل أن ينطفئ، ثم يعود للعمل مرة أخرى لاحقًا.
وكان أصل الطائرات في ذلك الوقت غامضا. تم وصف النظام بأنه “لغز فلكي”، ولا تساعده حقيقة أننا لا نستطيع حتى رؤية Cygnus X-3 في الضوء المرئي؛ إنه محجوب بالغبار الكثيف في مستوى مجرتنا. خلال السبعينيات، قام علماء الفلك الراديوي في المراصد في جميع أنحاء العالم بالتنسيق عبر الهاتف لمحاولة التقاط Cygnus X-3 أثناء تشغيله أو إيقافه.
متعلق ب: خريطة جديدة للكون تكشف عن منظر مذهل للأشعة السينية للكون
على مر السنين، سمحت المزيد من الملاحظات في موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية لعلماء الفلك بمعرفة أن Cygnus X-3 هو نظام ثنائي للأشعة السينية يتضمن نقل المادة بين نجم ضخم وجسم مضغوط يدور حول مركز مشترك. ل جاذبية. الكائن المضغوط إما أن يكون أ النجم النيوتروني أو على الأرجح ثقب أسود كتلته أكبر بخمس مرات من كتلة الجسم كتلة شمسنا. النجم الضخم هو نجم وولف رايت – وهي مرحلة نادرة النجوم العملاقة تخضع، حيث تشع رياحًا نجمية قوية تبدأ في رفع أجزاء كبيرة من غلافها الخارجي إلى فضاء. إنها المادة التي تنفخها الريح من نجم Wolf-Rayet الذي يغذي قرصًا متراكمًا يدور حول الجسم المضغوط.
ومع ذلك، Cygnus X-3 لمعان بالكاد يمكن تصديقه. يتم التحكم في تدفق المادة إلى جسم مضغوط مثل الثقب الأسود بواسطة خاصية تعرف باسم حد إدنجتون. إذا كان معدل التراكم مرتفعًا بدرجة كافية، يصبح قرص التراكم مأزقًا، حيث تنتهي المادة بالنسخ الاحتياطي، ويصبح القرص كثيفًا وساخنًا جدًا لدرجة أن كمية الإشعاع المتدفقة يمكن أن توقف تدفق المواد الجديدة. بهذه الطريقة، يمكن للثقوب السوداء تنظيم نموها، ويتم قذف بعض المواد مرة أخرى في النفاثات الباعثة للراديو.
ومع ذلك، فإن بعض من أكثر مضيئة الكوازارات – المجرات ذات النشاط الشديد الثقوب السوداء الهائلة يبدو أن النجوم في قلبها تكسر حد إدينجتون، حيث أن لمعانها مرتفع للغاية ومع ذلك يبدو أنها لا تزال تتراكم عليها المادة. ويبدو أن Cygnus X-3 تندرج ضمن هذه الفئة، وإن كان على نطاق أصغر.
الآن، استخدم فريق بقيادة ألكسندرا فيليدينا من جامعة توركو في فنلندا IXPE لقياس درجة الاستقطاب في ضوء الأشعة السينية القادمة من Cygnus X-3. ووجدوا أن كمية الاستقطاب عالية بما يكفي بحيث لا يمكن تفسيرها إلا من خلال تشتت الأشعة السينية من داخل تجويف على شكل قمع في قلب القرص التراكمي.
“لقد اكتشفنا أن الجسم المضغوط محاط بغلاف من مادة كثيفة ومعتمة”، قال فيليدينا في إفادة. “الضوء الذي نلاحظه هو انعكاس على جدران القمع الداخلية التي شكلها الغاز المحيط، ويشبه كوبًا به مرآة داخلية.”
الغلاف المعتم الذي يرتفع بواسطة تجويف على شكل قمع هو نموذجي للكوازارات التي توصف بأنها “ULXs – مصادر الأشعة السينية فائقة الإضاءة. إن حجم التضخيم نتيجة لتشتت الأشعة السينية من الجزء الداخلي لتجويف القمع مماثل أيضًا لـ ULXs.
وقال عضو فريق الدراسة يوري بوتانين من جامعة توركو: “عادةً ما تُلاحظ ULXs كبقع مضيئة في صور المجرات البعيدة، مع تضخيم انبعاثاتها من خلال تأثيرات التركيز للقمع المحيط بالجسم المضغوط، والتي تعمل بشكل يشبه مكبر الصوت”. “ومع ذلك، ونظرًا للمسافات الشاسعة لهذه المصادر، فإنها تبدو باهتة نسبيًا بالنسبة لتلسكوبات الأشعة السينية.”
لذلك ثبت أن التعرف على ULXs في الكوازارات أمر صعب، ولكن يمكن لعلماء الفلك الآن استخدام Cygnus X-3 الأقرب بكثير كنموذج لفهم تلك ULXs البعيدة بشكل أفضل.
وقال بوتانين: “لقد كشف اكتشافنا الآن عن نظير مشرق لهذه الأجسام البعيدة ULX الموجودة داخل مجرتنا”.
قصص ذات الصلة:
– جسم غريب أكثر سطوعًا بـ 10 ملايين مرة من الشمس، يتحدى الفيزياء، كما تقول وكالة ناسا
– أزواج نجمية ضخمة تقذف الأشعة السينية تقدم لمحة عن ماضي درب التبانة
– الكوازارات: كل ما تحتاج لمعرفته حول ألمع الأجسام في الكون
إن انفجارات Cygnus X-3 متقطعة بفضل المدار الإهليلجي لنجم Wolf-Rayet حول الجسم المضغوط، مما يعني أنه في بعض الأحيان يكون أقرب وتساقط المزيد من المواد في الريح على الثقب الأسود المحتمل. تمكنت IXPE من رؤية أنه عندما يكون Cygnus X-3 في مرحلته ULX – عندما تكون كمية المواد الساقطة في ذروتها – تصل درجة الاستقطاب إلى 24.9%، ولكن عندما يكون النظام أقل نشاطًا، ينخفض الاستقطاب إلى 10.4%. . يشير هذا إلى أن بنية القمع تتغير استجابةً لكميات التراكم الأكبر أو الأقل. إذا انخفض معدل التراكم إلى مستوى منخفض جدًا، فمن الممكن أن ينهار القمع تمامًا، فقط لإعادة بناء نفسه عندما ينتعش التراكم مرة أخرى، كما يتوقع فريق فيليدينا.
ويخطط الفريق الآن لمزيد من الملاحظات لمحاولة رصد حدوث هذا الانهيار، والذي سيتم الإشارة إليه من خلال انخفاض الاستقطاب إلى الصفر تقريبًا، مما يشير إلى أن انبعاث الأشعة السينية يأتي مباشرة من الغاز الساخن الموجود على سطح قرص التراكم وليس بشكل غير مباشر. عن طريق التشتت داخل القمع.
ونشرت النتائج في 21 يونيو في المجلة علم الفلك الطبيعة.