Chandra X-ray Observatory (CXO)

[Orionid]

Kosmiczny teleskop Chandra ma problem techniczny
20.02.2022

Nastąpiła awaria w systemie zasilania jednego z instrumentów Chandra X-Ray Observatory, czyli rentgenowskiego teleskopu pracującego w kosmosie. NASA zawiesiła obserwacje i wprowadziła teleskop w tryb awaryjny. (...)
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/nasa-troubleshoots-chandra-instrument-problem.html

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/nasa-troubleshoots-chandra-instrument-problem.html
https://paidforarticles.com/nasa-s-chandra-x-ray-where-observatory-suffers-glitch-in-its-camera-594587

[Slavin]

Teleskop Chandra odkrywa zderzające się czarne dziury.

Nowe badania przy użyciu teleskopu rentgenowskiego Chandra umożliwiły obserwacje dwóch par supermasywnych czarnych dziur w galaktykach karłowatych na kursach kolizyjnych. Jest to pierwszy dowód na istnienie niedługo mających się zdarzyć spotkań tego typu, pozwalający na uzyskanie informacji o powstawaniu czarnych dziur we wczesnym wszechświecie.

Z definicji galaktyki karłowate składają się z gwiazd o masie całkowitej nieprzekraczającej trzech miliardów mas Słońca. Astronomowie długo przypuszczali, że takie galaktyki łączą się, w szczególności w relatywnie młodym Wszechświecie, aby utworzyć większe, obserwowalne w dzisiejszych czasach. Technologia, jaką dysponujemy, nie jest w stanie zaobserwować tych zjawisk, ponieważ są wyjątkowo słabe oraz występują w dużych odległościach. Próba bliższych badań również do teraz się nie powiodła. Naukowcy przezwyciężyli te problemy dzięki prowadzeniu systematycznych analiz danych z rentgenowskiego teleskopu Chandra i porównywaniu ich z danymi w podczerwieni z teleskopu WISE (Wide Infrared Survey Explorer) oraz optycznymi z teleskopu Canada-France-Hawaii.

Chandra była w szczególności cenna dla powodzenia badań, gdyż materiał wokół czarnych dziur może nagrzewać się do milionów stopni, produkując wielkie ilości promieni rentgenowskich. Drużyna astronomów szukała par jasnych źródeł promieniowania X w zderzających się galaktykach karłowatych jako dowodu na istnienie w nich dwóch czarnych dziur i odkryła dwa takie przypadki.

Jedna para znajduje się w gromadzie galaktyk Abell 133,760 milionów lat świetlnych od Ziemi. Wydaje się ona być w zaawansowanym stadium łączenia się, gdyż widoczny jest długi „ogon” spowodowany efektem pływowym kolizji. Autorzy badań nadali jej nazwę Mirabilis po zagrożonym gatunku kolibrów, znanym z wyjątkowo długich ogonów. Zostało wybrane tylko jedno imię, ponieważ łączenie się tych galaktyk jest praktycznie zakończone. Druga para natomiast została odkryta w gromadzie Abell 1758S, około 3,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Galaktyki zostały nazwane Elstir oraz Vinteuil po fikcyjnych artystach z powieści Marcela Prousta „W poszukiwaniu straconego czasu”. Badacze uważają, że znajdują się one we wczesnym stadium łączenia się, powodując, że „most” gwiazd i gazu łączy dwie zderzające się galaktyki w wyniku ich oddziaływania grawitacyjnego.



Galaktyki Mirabilis (po lewej) oraz Elstir (dolne ciało po prawej) i Vinteuil (górne ciało po prawej). Dane rentgenowskie z teleskopu Chandra zaznaczone są kolorem różowym, a optyczne z CFHT – niebieskim.

Detale o tym, jak łączą się czarne dziury i galaktyki karłowate mogą zapewnić wgląd w przeszłość naszej Drogi Mlecznej. Naukowcy myślą, że prawie wszystkie galaktyki rozpoczynały swój żywot jako karłowate lub inny typ małych galaktyk, a potem rosły, łącząc się z innymi, przez miliardy lat. Dalsze obserwacje tych dwóch systemów umożliwią astronomom badania nad procesami niezbędnymi do zrozumienia funkcjonowania galaktyk i ich czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/nasas-chandra-discovers-giant-black-holes-on-collision-course.html

[Slavin]

Obserwatorium Chandra dostrzegło niszczenie gwiazd przez czarne wdowy.



Niczym klątwa zza grobu, grupa martwych gwiazd znanych jako „pulsary czarnej wdowy” niszczy wciąż żyjące gwiazdy znajdujące się w ich bezpośrednim otoczeniu. Dane z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra obserwującego gromadę kulistą Omega Centauri pomagają astronomom zrozumieć, w jaki sposób te brutalne pulsary pożerają swoich gwiezdnych towarzyszy.

Pulsar to wirujące, gęste jądro pozostałe po kolapsie masywnej gwiazdy w gwiazdę neutronową. Szybko obracające się gwiazdy neutronowe mogą wytwarzać silne, skolimowane wiązki promieniowania. Podobnie jak obracająca się wiązka latarni morskiej, promieniowanie to można obserwować jako potężne, pulsujące źródło promieniowania, zwane pulsarem. Niektóre pulsary wirują od dziesiątek do setek razy na sekundę i nazywane są pulsarami milisekundowymi. Tak może „brzmieć” pulsar milisekundowy:



Pulsary czarnej wdowy to specjalna klasa pulsarów milisekundowych, których nazwa wzięła się od uszkodzeń, jakie wyrządzają małym gwiazdom, które krążą wokół nich. Wiatry energetycznych cząstek wypływające z pulsarów czarnej wdowy powodują postępujące usuwanie zewnętrznych warstw towarzyszących im gwiazd.

Astronomowie niedawno odkryli 18-milisekundowe pulsary w gromadzie kulistej Omega Centauri znajdującej się około 17 700 lat świetlnych od Ziemi. Do ich odkrycia posłużyły radioteleskopy Parkes i MeerKAT. Astronomowie z Uniwersytetu Alberty w Kanadzie postanowili następnie sprawdzić za pomocą obserwatorium Chandra, czy którykolwiek z tych pulsarów milisekundowych emituje promieniowanie rentgenowskie.

Okazało się, że aż 11 pulsarów milisekundowych emituje promieniowanie rentgenowskie, a pięć z nich to pulsary czarnej wdowy znajdującej się w pobliżu centrum gromady Omega Centauri.

Istnieją dwie odmiany pulsarów tego rodzaju, w zależności od wielkości niszczonej gwiazdy. Pulsary pająka „Redback” niszczą gwiazdy towarzyszące o masie od jednej dziesiątej do połowy masy Słońca. Tymczasem pulsary pająka „czarnej wdowy” niszczą gwiazdy towarzyszące o masie mniejszej niż 5 procent masy Słońca.


Źródło: X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: NASA/ESA/STScI/AURA; Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Zespół odkrył wyraźną różnicę pomiędzy obiema klasami pulsarów, przy czym „czerwonogrzbiete” są jaśniejsze w promieniowaniu rentgenowskim niż czarne wdowy, co potwierdza wcześniejsze wyniki badań naukowych. Zespół jako pierwszy wykazał ogólny związek między jasnością promieniowania rentgenowskiego a masą gwiazd towarzyszących pulsarom, przy czym pulsary wytwarzające więcej promieni rentgenowskich są łączone z masywniejszymi towarzyszami. Daje to wyraźny dowód na to, że masa towarzysza pulsarów tego typu wpływa na dawkę promieniowania rentgenowskiego otrzymywaną przez gwiazdę.



Uważa się, że promieniowanie rentgenowskie wykryte przez Chandrę powstaje głównie wtedy, gdy wiatry cząstek wypływających z pulsarów zderzają się z wiatrami materii wiejącej z gwiazd towarzyszących i wytwarzają fale uderzeniowe.

Pulsary pająka są zwykle oddalone od swoich towarzyszy o zaledwie od 1 do 14 odległości między Ziemią a Księżycem. Tak niewielka odległość sprawia, że energetyczne cząstki z pulsarów skutecznie niszczą towarzyszące im gwiazdy.

Odkrycie to jest zgodne z modelami teoretycznymi opracowanymi przez naukowców. Ponieważ masywniejsze gwiazdy wytwarzają gęstszy wiatr cząstek, gdy ich wiatr zderza się z cząsteczkami pulsara, następuje silniejszy wstrząs, powodujący wytwarzanie jaśniejszych promieni rentgenowskich.

https://arxiv.org/abs/2309.13189