Dois buracos negros em galáxias próximas foram observados devorando suas estrelas companheiras a uma taxa superior a limites classicamente entendido, e, no processo, chutando para fora a matéria em torno do espaço em velocidades surpreendentes de cerca de um quarto da velocidade da luz.
Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, usou dados de (ESA) XMM-Newton observatório espacial da Agência Espacial Europeia para revelar, pela primeira vez ventos fortes com rajadas a velocidades muito altas de duas fontes misteriosas de radiação de raios-x. A descoberta, publicada na revista Nature , confirma que estas fontes de esconder um objeto compacto puxando assunto em extraordinariamente altas taxas.
Ao observar o universo em comprimentos de onda de raios-x, o céu celestial é dominada por dois tipos de objetos astronômicos: buracos negros supermassivos, sentando-se nos centros de galáxias grandes e feroz que devora o material em torno deles, e binário sistemas, que consiste em um remanescente estelar - uma anã branca, estrela de nêutrons ou um buraco negro - alimentando-se de gás de uma estrela companheira.
Em ambos os casos, o gás forma um disco de roda em torno do objecto central compacto e muito densa. O atrito do disco faz com que o gás para aquecer e emitem luz a comprimentos de onda diferentes, com um pico de raios-x.
Mas uma classe intermediária de objetos foi descoberto na década de 1980 e ainda não é bem compreendida. Dez a cem vezes mais brilhante do que os binários de raios-x comuns, essas fontes são, contudo, muito fraca para ser ligado a buracos negros supermassivos, e em qualquer caso, são geralmente encontradas muito longe do centro de sua galáxia hospedeira.
"Nós pensamos 'fontes de raios X ultra-luminosas' esses chamados são sistemas binários especiais, sugando gás a uma taxa muito mais elevada do que um binário de raios-x comum", disse o Dr. Ciro Pinto a partir de Cambridge Instituto de Astronomia , o papel da autor principal. "Algumas destas fontes sediar estrelas de nêutrons altamente magnetizadas, enquanto outros podem esconder os buracos negros de massa intermediária muito procurado-depois, que têm massas em torno de mil vezes a massa do Sol Mas na maioria dos casos, a razão para o seu comportamento extremo ainda não é clara. "
Pinto e seus colegas coletaram pena de vários dias de observações de três fontes de raios-x ultra-luminosos, todos localizados em galáxias próximas situadas a menos de 22 milhões de anos-luz da Via Láctea. Os dados foram obtidos ao longo de vários anos com a grade de reflexão Spectrometer em XMM-Newton, o que permitiu que os pesquisadores identificassem características sutis no espectro dos raios-x das fontes.
Em todas as três fontes, os cientistas foram capazes de identificar emissão de raios-X a partir de gás nas porções exteriores do disco em torno do objecto compacto central, que flui lentamente em relação a ele.
Mas duas das três fontes - conhecida como NGC 1313 X-1 e NGC 5408 X-1 - também mostram sinais claros de raios-x ser absorvida pelo gás que está fluindo para longe da fonte central de 70.000 quilómetros por segundo - quase um quarto da velocidade da luz.
"Esta é a primeira vez que vimos ventos que fluem longe de fontes de raios-x ultra-luminosas", disse Pinto. "E a velocidade muito alta destas saídas está nos dizendo algo sobre a natureza dos objetos compactos nessas fontes, que estão freneticamente devorando matéria."
Enquanto o gás quente é puxado para dentro por acção da gravidade do objecto central, que também brilha, e a pressão exercida pela radiação empurra-a para fora. Este é um ato de equilíbrio: quanto maior a massa, mais rápido ele chama o gás circundante; mas isto também faz com que o gás para aquecer mais rapidamente, mais emissores de luz e aumentar a pressão que sopra o gás afastado.
Há um limite teórico para a quantidade de matéria pode ser puxado por um objecto de uma dada massa, conhecido como o limite de Eddington . O limite foi calculado em primeiro lugar para estrelas pelo astrônomo Arthur Eddington, mas também pode ser aplicado a objetos compactos como os buracos negros e estrelas de nêutrons.
cálculo de Eddington refere-se a um caso ideal em que tanto o assunto sendo acrescido para o objeto central e da radiação que está sendo emitida por ela fazê-lo igualmente em todas as direções.
Mas as fontes estudadas por Pinto e seus colaboradores são potencialmente sendo alimentado através de um disco que foi inchado devido a pressões internas decorrentes das taxas incríveis de material que passa através dele. Estes discos grossos, naturalmente, pode exceder o limite de Eddington e pode até mesmo prender a radiação em um cone, tornando essas fontes parecem mais brilhantes quando olhamos diretamente para eles. Como o disco espesso move mais material do aperto gravitacional do buraco negro que também dá origem a ventos muito de alta velocidade como os observados pelos pesquisadores de Cambridge.
"Ao observar fontes de raios-x que estão irradiando para além do limite de Eddington, é possível estudar o seu processo de acreção em grande detalhe, investigando por quanto o limite pode ser ultrapassado e que desencadeia exatamente a saída de tais fortes ventos", disse Norbert Schartel, Cientista de Projecto da ESA XMM-Newton.
A natureza dos objectos compactos alojadas no núcleo das duas fontes observados neste estudo é, no entanto, ainda incerto. Com base no brilho de raios-x, os cientistas suspeitam que estes ventos fortes estão expulsos de acreção flui para tanto estrelas de nêutrons ou buracos negros, este último com massas de vários para algumas dezenas de vezes a do Sol
Para investigar mais, a equipe ainda está examinando o arquivo de dados do XMM-Newton, em busca de mais fontes deste tipo, e também está planejando futuras observações, em raios-x, bem como em comprimentos de onda ópticos e de rádio. "Com uma amostra mais ampla de fontes e observações multi-comprimento de onda, esperamos para finalmente descobrir a natureza física destes poderosos, objetos peculiares", disse Pinto.
O Galaxy diário via Universidade de Cambridge
Créditos de imagem: Topo da página, impressão do artista que descreve um objeto compacto - ou um buraco negro ou uma estrela de nêutrons - alimentando-se de gás de uma estrela companheira em um sistema binário. ESA - C. Carreau; e images.iop.org
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