Обсерватория Чандра запечатлела сияющую в рентгеновских лучах галактику

С помощью рентгеновской космической обсерватории Чандра астрономы исследовали Галактику Водоворот и обнаружили несколько сотен источников интенсивного рентгеновского излучения. Чаще всего подобными источниками являются двойные звёздные системы, содержащие нейтронную звезду или чёрную дыру со звездой-компаньоном.

За время наблюдений, равное почти миллиону секунд, рентгеновская обсерватория Чандра выявила подобную Млечному Пути спиральную галактику, содержащую сотни сияющих источников рентгеновского излучения.


Галактика официально называется NGC 5194 или Мессье 51 (M51), но часто используется другое наименование – Галактика Водоворот. Как и Млечный Путь, Водоворот представляет собой спиральную галактику с впечатляющими рукавами из пыли и звёзд. M51 расположена в 30 миллионах световых лет от Земли, и то, что она повёрнута лицевой стороной к Земле, даёт нам перспективу, которую мы никогда не сможем получить от нашего собственного спирального галактического дома.

При помощи обсерватории Чандра астрономы могут заглянуть в Водоворот и увидеть то, что может быть открыто только в рентгеновском спектре. На представленном новом комбинированном изображении данные от Чандра выделены фиолетовым цветом. Оптические данные от космического телескопа Хаббл показаны в красном, зеленоватом и голубом цветах.

Большинство рентгеновских источников являются бинарными (двойными) системами. Эти системы состоят из пары объектов, в которой очень плотная звезда, либо нейтронная звезда или реже чёрная дыра перетягивает вещество с вращающейся вокруг неё звезды-компаньона. Падающее вещество ускоряется под воздействием мощного гравитационного поля компактной звезды и нагревается до миллионов градусов, создавая яркий источник рентгеновских лучей. Наблюдения Чандра показывают, что по крайней мере десять двойных рентгеновских систем в М51 являются достаточно яркими, чтобы в них присутствовали чёрные дыры. В восьми из данных объектов чёрные дыры, вероятно, перетягивают материю от сопутствующих звёзд, которые гораздо массивнее Солнца.

Поскольку учёные наблюдали М51 с помощью телескопа Чандра около десяти лет, у них накопилась важная информация о том, как источники рентгена, содержащие чёрные дыры, проявляют себя с течением времени. Бинарные системы с чёрными дырами и массивными звёздными компаньонами оставались неизменно яркими на протяжении десяти лет наблюдений Чандра. Эти результаты позволяют предположить, что высокомассивные звёзды в этих рентгеновских источниках испускают сильные звёздные ветры, которые обеспечивают непрерывный поток вещества к чёрной дыре.

Основное различие между Млечным Путём и Галактикой Водоворот заключается в том, что M51 находится в середине процесса слияния с небольшой спутниковой галактикой, показанной в левой верхней части изображения. Учёные полагают, что данное галактическое взаимодействие порождает волны звездообразования. Самые массивные из новообразованных звёзд будут проходить все стадии эволюции на протяжении нескольких миллионов лет и сжиматься, формируя чёрные дыры или нейтронные звёзды. Большинство двойных рентгеновских систем в М51, содержащих чёрные дыры, находятся вблизи областей звездообразования, что указывает на их связь с происходящим галактическим столкновением.

Предшествующие исследования Галактики Водоворот с помощью Чандра показали немного более 100 рентгеновских источников. Новый набор данных, эквивалентный примерно 900 тысячам секунд времени наблюдений Чандра, показывает почти 500 рентгеновских источников. Около 400 этих источников, как полагают, находятся в М51, а остальные либо ближе, либо дальше самой галактики.

Значительная часть диффузного или рассеянного рентгеновского излучения в М51 исходит от газа, который сильно перегрет в результате взрывов массивных звёзд и преобразования их в сверхновые.

ЗХЖ по пресс-релизу НАСА.