Φτωχά σε μέταλλα – Υπέρλαμπρα σε ακτίνες Χ

23 Ιουνίου, 2021
10:15 πμ

Έρευνα που πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ και στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, και δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο έγκριτο περιοδικό αστρονομίας Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, παρέχει νέα δεδομένα για τη συσχέτιση της εκπομπής ακτινοβολίας Χ από μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων (αστρικά πτώματα), και της χημικής σύστασης των αστρικών πληθυσμών όπου εντοπίζονται.

Αυτή η εργασία έδειξε, για πρώτη φορά, διαφορετικές περιοχές ενός γαλαξία να εμπεριέχουν πολύ διαφορετικές ποσότητες μετάλλων, παρά το γεγονός ότι φιλοξενούν νέους αστρικούς πληθυσμούς παρόμοιων ηλικιών. Η διαφορετική μεταλλικότητα επηρεάζει την εξέλιξη των άστρων και κατά συνέπεια το ποσοστό των αστρικών πτωμάτων που αφήνουν μετά τον θάνατό τους.
Το βασικό αποτέλεσμα, ωστόσο, είναι ότι οι φτωχές σε μέταλλα περιοχές έχουν μεγαλύτερη φωτεινότητα ακτίνων Χ. Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται εντός ενός γαλαξία, περιοχές χαμηλής μεταλλικότητας να παράγουν ακτινοβολία-Χ μεγαλύτερης έντασης, σε σύγκριση με περιοχές υψηλής μεταλλικότητας, οι οποίες μάλιστα φιλοξενούν υπέρλαμπρες πηγές ακτίνων-Χ άγνωστης προέλευσης. Μέχρι σήμερα, το φαινόμενο αυτό είχε παρατηρηθεί μόνο σε διαφορετικούς γαλαξίες.

Αυτή η μελέτη εστίασε στον κοντινό γαλαξία NGC 922 (Εικόνα 1) ο οποίος δημιουργήθηκε από την ταχύτατη και σχεδόν μετωπική σύγκρουση ενός νάνου και ενός μεγαλύτερου γαλαξία, που είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων άστρων. Το γεγονός ότι αυτά τα άστρα έχουν σχεδόν την ίδια ηλικία μας επιτρέπει να εξετάσουμε τον ρυθμό παραγωγής αστρικών πτωμάτων, μέσω της ακτινοβολίας Χ που εκπέμπουν.

Εικόνα του γαλαξία NGC922 στο οπτικό μέρος του φάσματος με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Με έντονο κόκκινο χρώμα φαίνονται οι περιοχές πρόσφατης αστρογέννεσης που περιέχουν νεαρούς πληθυσμούς. Οι μωβ κύκλοι δείχνουν τη θέση των αστρικών συστημάτων που περιέχουν μαύρες τρύπες ή άστρα νετρονίων με βάση παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra. Τα διπλά αστρικά συστήματα βρίσκονται σε περιοχές με έντονη πρόσφατη αστρογέννεση (τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια)

«Αυτά τα αποτελέσματα είναι σημαντικά στην κατανόηση του ρόλου της μεταλλικότητας στη δημιουργία και εξέλιξη μελανών οπών και αστέρων νετρονίων που βρίσκονται σε αστρικά συστήματα. Παράλληλα είναι ένα πεδίο έντονης δραστηριότητας, καθώς προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τα αστρικά πτώματα, τα οποία υπό τις κατάλληλες συνθήκες μπορεί να γίνουν πηγές βαρυτικών κυμάτων, αλλά ακόμα και για το πολύ νεαρό Σύμπαν (όταν είχε μόλις το 1% της σημερινής του ηλικίας) όπου τέτοια συστήματα ενδέχεται να καθόρισαν σε σημαντικό βαθμό την εξέλιξη των γαλαξιών στο σύνολό τους.» ανέφερε ο Δρ. Κώστας Κουρουμπατζάκης, ο οποίος ηγήθηκε αυτής της έρευνας.

Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Ινστ. Αστροφυσικής του ΙΤΕ και το Πανεπιστήμιο Κρήτης, από τους Δρ. Κώστα Κουρουμπατζάκη και καθ. Ανδρέα Ζέζα (Παν. Κρήτης και συνεργαζόμενος ερευνητής Ινστ. Αστροφυσικής), σε συνεργασία με τους Δρ. Anna Wolter (INAF-Brera), Δρ. Antonella Fruscionne (Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian), Δρ. Κωνσταντίνα Αναστασοπούλου (INAF-Brera) και Δρ. Andrea Prestwich (Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian).

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (ERC) και τη δράση RISE – Marie Skłodowska-Curie, και για την πραγματοποίησή της χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τα διαστημικά τηλεσκόπια της NASA Chandra (ακτίνες-Χ), Hubble (oπτικό), WISE (υπέρυθρο), και το επίγειο τηλεσκόπιο New-Technology Telescope (NTT) του European Southern Observatory (ESO, οπτική φασματοσκοπία).