Uma explosão extraordinária de um buraco negro - onde a sua produção de raios-X aumentou pelo menos 3.000 vezes - tem sido visto com Chandra X-ray Observatory na galáxia M83. Chandra observou o que é chamado de ULX, ou fonte de raios X ultraluminosas. Apelidado de Pinwheel Sul, M83 está passando por formação mais rápida do que a estrela de nossa galáxia, a Via Láctea, especialmente em seu núcleo. A imagem acima mostra centenas de aglomerados de estrelas jovens, enxames de antigos aglomerados globulares, e centenas de milhares de estrelas individuais, principalmente supergigantes azuis e supergigantes vermelhas.

Uma explosão extraordinária produzido por um buraco negro em uma galáxia próxima forneceu evidência direta para uma população de velhos, voláteis buracos negros estelares. A descoberta, feita por astrônomos usando Chandra X-ray Observatory, fornece uma nova visão sobre a natureza de uma classe misteriosa de buracos negros que podem produzir energia tanto em raios-X como um irradiar sóis milhões em todos os comprimentos de onda.

Os pesquisadores usaram o Chandra para descobrir uma nova fonte de raios X ultraluminosas, ou ULX. Esses objetos emitem mais raios-X do que a maioria dos sistemas binários, em que uma estrela companheira orbita os restos de uma estrela colapsada. Estas estrelas colapsadas formam tanto um núcleo denso chamado de estrela de nêutrons ou um buraco negro. A emissão de raios-X adicional sugere ULXs contêm buracos negros que poderiam ser muito mais massivo do que os encontrados em outras partes da nossa galáxia.

As estrelas companheiras para ULXs, quando identificados, são geralmente jovens, estrelas massivas, o que implica os seus buracos negros também são jovens. A última pesquisa, no entanto, fornece evidências diretas que ULXs pode conter muito mais velhos buracos negros e algumas fontes podem ter sido confundidos com os jovens.

O novo e intrigante ULX está localizado na M83, uma galáxia espiral a cerca de 15 milhões de anos luz da Terra, descoberto em 2010, com Chandra. Astrônomos comparação destes dados com imagens do Chandra de 2000 e 2001, que mostraram a fonte tinha aumentado em X-ray brilho de pelo menos 3.000 vezes e desde então se tornou o mais brilhante fonte de raios X em M83.

Observações do Chandra que durou vários anos, o ULX em M83 aumentou em X-ray brilho de pelo menos 3.000 vezes. Este súbito brilho é uma das maiores mudanças em raios-X já vi para este tipo de objeto, o que geralmente não apresentam períodos latentes. Isto pode ser visto na diferença entre o início da esquerda e da parte superior painéis esquerdo e direito da imagem abaixo. Os últimos dois painéis mostram mudanças na óptica durante esse tempo.

O repentino brilho da ULX M83 é uma das maiores mudanças em raios-X já vi para este tipo de objeto, o que geralmente não apresentam períodos latentes. Nenhum sinal do ULX foi encontrado em históricos radiografias feitas com Einstein Observatório em 1980, ROSAT em 1994, a Agência Espacial Européia, XMM-Newton em 2003 e 2008, ou observatório Swift da NASA em 2005.

"A queima-se deste ULX nos pegou de surpresa e foi um sinal certo de que tinha descoberto algo novo sobre a maneira como os buracos negros crescer", disse Roberto Soria da Curtin University, na Austrália, que liderou o novo estudo. O salto dramático em raios-X de brilho, de acordo com os pesquisadores, provavelmente ocorreu devido a um aumento súbito na quantidade de material que cai dentro do buraco negro.

Em 2011, Soria e seus colegas usaram imagens ópticas do Observatório Gemini e do Telescópio Espacial Hubble da NASA para descobrir uma fonte azul brilhante na posição da fonte de raios-X. O objeto ainda não havia sido observado em uma imagem do telescópio Magellan tomada em abril de 2009 ou uma imagem do Hubble obtidas em agosto de 2009.

A falta de uma fonte azul nas imagens anteriores indica estrela do buraco negro companheiro é mais fraca, mais vermelho e tem uma massa muito menor do que a maioria dos companheiros que anteriormente tenham sido directamente ligados à ULXs. O brilhante, azul emissão óptica observada em 2011 deve ter sido causada por uma acumulação dramática de mais material da estrela companheira.

"Se o ULX só havia sido observado durante seu pico de emissão de raios X em 2010, o sistema poderia facilmente ter sido confundido com um buraco negro com uma massa, companheiro mais jovem muito estelar, de 10 a 20 milhões de anos", disse o co- -autor William Blair, da Johns Hopkins University.

O companheiro do buraco negro em M83 é provavelmente uma estrela gigante vermelha, pelo menos, 500 milhões de anos, com uma massa inferior a quatro vezes o sol da. Os modelos teóricos para a evolução das estrelas sugerem que o buraco negro deve ser quase tão antiga quanto sua companheira.

Outra ULX contendo uma volátil, buraco preto velho recentemente foi descoberto na galáxia de Andrômeda por Amanpreet Kaur, pela Clemson University, e colegas, publicado na edição de 2012 Fevereiro de Astronomia e Astrofísica.

Matthew Middleton e seus colegas da Universidade de Durham informou mais informações na edição de março de 2012 das Monthly Notices da Royal Astronomical Society. Eles usaram dados do Chandra, XMM-Newton e HST para mostrar a ULX é altamente variável e sua companheira é uma estrela, velho vermelho.

"Com esses dois objetos, está se tornando claro que existem duas classes de ULX, uma contendo jovem, persistentemente crescente buracos negros ea outra contendo antigos buracos negros que crescem de forma irregular", disse Kip Kuntz, um co-autor do papel M83 novo, também da Johns Hopkins University. "Ficamos muito felizes para observar o objeto M83 apenas no momento direito de fazer a comparação antes e depois."

Um artigo descrevendo os resultados aparecerão na edição de 10 de maio do Astrophysical Journal.

Na imagem abaixo do painel à esquerda apresenta uma visão óptica da galáxia M83 completo, enquanto o painel direito mostra um close-up da região onde a ULX foi encontrado com os dados do Chandra (azul) e Hubble (azul e amarelo). O comportamento notável deste ULX em M83 fornece evidências diretas para uma população de idosos, volátil stellar buracos negros de massa.

Fornecido por Chandra X-ray Centro

Crédito da imagem: Crédito: Crédito: Imagem da esquerda - Optical: ESO / VLT, Close-up - X-ray: NASA / CXC / Curtin University / R. Soria et al, Óptica:. NASA / STScI / Middlebury College / F.Winkler et ai.