Cygnus X-3 okazał się ultralekkim źródłem promieniowania rentgenowskiego

Astronomowie odkryli, że rentgenowski układ podwójna Cygnus X-3, którego dokładna natura była do tej pory tajemnicą, jest w rzeczywistości ukrytym ultralekkim źródłem promieniowania rentgenowskiego.

Jak tłumaczą naukowcy, rentgenowskie układy podwójne to systemy składające się z dwóch ciał niebieskich – normalnej gwiazdy i zwartego, martwego obiektu, takiego jak czarna dziura lub gwiazda neutronowa, który wysysa materiał ze swojego towarzysza. Do tej pory badacze zidentyfikowali kilkaset takich źródeł w naszej galaktyce., Jest to niezwykle wydajny proces uwalniania energii grawitacyjnej, która wyróżnia się w skali Wszechświata.

Jednym z pierwszych rentgenowskich układów podwójnych odkrytych w kosmosie był, jak wskazują astronomowie, układ Cygnus X-3. Od początku lat siedemdziesiątych XX wieku ten system był znany ze swojej zdolności do krótkotrwałego pojawiania się jako jedno z najintensywniejszych źródeł radiowych, jednak po kilku dniach przygasał lub całkowicie zanikał. Ta osobliwa cecha pobudziła wysiłki i doprowadziła do skupienia obserwacji astronomicznych w cele odkrycia tej tajmemnicy. 

Wyjątkowe zachowanie systemu podczas tych krótkotrwałych, wysoce energetycznych zdarzeń, kontrastujące z jego „zwykłą” naturą, doprowadziło do nazwania go „astronomiczną zagadką Cygnus X-3″ przez R.M. Hjellminga w 1973 roku. Od tego czasu podejmowane były liczne próby zrozumienia jego natury.

Jak podkreślają naukowcy, przełom w rozwikłaniu tej zagadki został osiągnięty dzięki badaniu układu za pomocą satelity Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), który został wystrzelony przez NASA w grudniu 2021 roku. Naukowców z University of Turku w Finlandii, pod kierownictwem Alexandry Velediny, zastosowali spolaryzowane widzenie rentgenowskie, które ich zdaniem zapewniło wgląd w konfigurację materii otaczającej zwarty obiekt w najbliższej odległości od czarnej dziury. Badanie zostało opublikowane w Nature Astronomy.

„Odkryliśmy, że zwarty obiekt otoczony jest otoczką gęstej, nieprzezroczystej materii. Światło, które obserwujemy, jest odbiciem od wewnętrznych ścian lejka utworzonego przez otaczający gaz, przypominający filiżankę z lustrzanym wnętrzem” – wyjaśnia Veledina.

To odkrycie doprowadziło, jak wskazują astronomowie, do zidentyfikowania Cygnus X-3 jako członka klasy ultra-jasnych źródeł promieniowania rentgenowskiego (ULX), które pochłaniają materię w tak gigantycznym tempie, że znaczna część opadającej materii nie mieści się w horyzoncie zdarzeń, ale raczej jest wyrzucana z systemu.

„ULX są zwykle obserwowane jako świecące plamy na obrazach odległych galaktyk, a ich emisja jest wzmacniana przez efekty ogniskowania otaczającego lejka zwartego obiektu, działającego jak megafon. Jednak ze względu na ogromne odległości do tych źródeł, tysiące razy przekraczające zasięg Drogi Mlecznej, wydają się one stosunkowo słabe dla teleskopów rentgenowskich. Nasze odkrycie ujawniło teraz jasny odpowiednik tych odległych ULX znajdujących się w naszej własnej galaktyce” – podsumowuje Juri Poutanen z University of Turku.

Emil Gołoś