Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Mindre metal, flere røntgenstråler:Ny forskning låser nøglen til høj lysstyrke af sorte huller op

Α Hubble Space Telescope-billede af galaksen NGC 922, viser områderne med intens stjernedannelse (rød farve). De lilla konturer viser røntgenstrålingen, baseret på observationer med Chandra X-ray Observatory. Placeringen af ​​de lyse ULX'er er angivet med cirklerne, der optager områder med intens stjernedannende aktivitet.

En nylig artikel offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , ledet af Dr. Kostas Kouroumpatzakis, ved Institut for Astrofysik ved Fonden for Forskning og Teknologi, Hellas (IA-FORTH), og Kretas universitet, giver ny indsigt i sammenhængen mellem røntgenlysstyrken af ​​tiltagende sorte huller og neutronstjerner og sammensætningen af ​​de stjernepopulationer, de er forbundet med. Denne forskning blev udført ved Institut for Astrofysik i FORTH og Universitetet på Kreta.

Dette arbejde viste for første gang, at forskellige områder af en galakse har meget forskellige mængder af metaller, mens de er vært for unge stjernepopulationer af meget samme alder. Det vigtigste resultat, imidlertid, er, at metalfattige områder har højere røntgenlysstyrke.

Denne undersøgelse fokuserer på den nærliggende galakse NGC922 (figur 1), en såkaldt "ringgalakse, " som har en imponerende ring af stjerner og gas dannet efter frontalkollisionen mellem en dværg og en større spiralgalakse. Stjernerne produceret af mødet har faktisk samme alder, giver os mulighed for at udforske dannelseshastigheden af ​​stjernerester såsom bageste huller og neutronstjerner.

Ved at bruge spektroskopiske data fra ESO-teleskoperne viser dette arbejde for første gang, at der er betydelige variationer i metalliciteten (dvs. mængden af ​​grundstoffer, der er tungere end brint og helium) mellem forskellige områder af denne galakse. Desuden, disse data kombineret med observationer fra Hubble-rumteleskopet viste, at de samme regioner, på trods af deres forskellige metallicitet, vært for unge stjernepopulationer af meget samme alder. Stjernerne er lige født:de er yngre end ~10 millioner år.

"Nøgleresultatet fra dette arbejde, imidlertid, kommer fra røntgenstrålingen i disse regioner målt med Chandra X-ray Observatory, som undersøger de sorte hul- og neutronstjernepopulationer, der er tilbage, efter at de massive stjerner slutter deres liv, ofte fundet i binære stjernesystemer" siger Dr. K. Kouroumpatzakis. "Regionerne med lavere metallicitet har højere røntgenlysstyrke." Faktisk, nogle af disse regioner er vært for en række ultraluminøse røntgenkilder, forvirrende kilder, der producerer lysstyrker, der langt overstiger den typiske lysstyrke for tiltagende sorte huller og neutronstjerner (almindeligvis kendt som røntgen-binære) set i vores galakse.

Selvom en lignende tendens var blevet observeret, når man sammenlignede forskellige galakser, det er første gang, at det måles inden for den samme galakse. Det er derfor muligt entydigt at adskille metallicitetens rolle fra virkningen af ​​stjernepopulationers alder.

Disse resultater er af afgørende betydning for at forstå effekten af ​​metallicitet i dannelsen og udviklingen af ​​binære røntgensystemer. "Dette er et meget aktivt studieområde, fordi det giver afgørende information for dannelsen af ​​binære systemer af massive stjernerester, såsom dem, der producerer gravitationsbølgehændelser, og fordi binære røntgensystemer kan have spillet en vigtig rolle i det tidlige univers (da det kun var ~3% af dets nuværende alder) og påvirkede den efterfølgende dannelse af galakser, " konkluderede Dr. Kouroumpatzakis.

Denne undersøgelse kombinerede data for den nærliggende galakse NGC922 fra NASAs Chandra røntgenobservatorium (røntgendata), Hubble-rumteleskopet (optisk billeddannelse), Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE; infrarød), og New-Technology Telescope (NTT) fra European Southern Observatory (ESO; optiske spektre). It was supported by the European Research Council and the Marie Skłodowska-Curie RISE Action.


Varme artikler