Yli kuudenkymmenen vuoden ajan tähtitieteilijät ovat tutkineet universumia röntgenlähteiden löytämiseksi. Kosmisen röntgensäteiden havaitseminen, jonka tiedetään liittyvän tähtiin, ylikuumennetun kaasun pilviin, tähtienvälisiin väliaineisiin ja tuhoisiin tapahtumiin, on haastavaa työtä. Viime vuosikymmeninä tähtitieteilijät ovat hyötyneet valtavasti kiertoradan kaukoputkien, kuten Chandra X-ray Observatorio .
Siitä lähtien, kun Chandra laukaistiin 23. heinäkuuta 1999, se on ollut NASAn lippulaiva röntgentähtitiede. Ja tällä viime viikolla (torstaina 30. maaliskuuta 2017) Observatorio sai aikaan jotain erittäin vaikuttavaa. Edistyksellisten instrumenttiensa avulla observatorio vangitsi a salaperäinen salama, joka tulee syvästä avaruudesta . Tämä ei ollut vain syvin koskaan havaittu röntgenlähde, vaan se paljasti myös, mikä voisi olla täysin uusi ilmiö.
Tämä taivaan alueella Chandra Deep Field-South (CDF-S) sijaitseva röntgensäteilyn lähde näytti tulevan pienestä galaksista, joka sijaitsee noin 10,7 miljardin valovuoden päässä Maasta. Sillä oli myös joitain merkittäviä ominaisuuksia, jotka tuottivat enemmän energiaa muutamassa minuutissa kuin kaikki galaksin tähdet yhdessä.
Taiteilijakuva Chandra X-ray Observatorysta, herkimmästä koskaan rakennetusta röntgenteleskoopista. Kiitos: NASA/CXC/NGST
Alunperin vuonna 2014 Penn State Universityn ja Chilen paavikatolisen yliopiston Santiagossa Chilessä tutkijaryhmä havaitsi tämän lähteen, mutta sitä ei aluksi edes havaittu röntgenkaistalla. Se kuitenkin kiinnitti joukkueen huomion nopeasti purkautuessaan ja kirkastui 1000 kertaa muutamassa tunnissa. Tässä vaiheessa tutkijat alkoivat kerätä tietoja Chandran avulla Kehittynyt CCD-kuvantamisspektronomi .
Päivä leimahduksen jälkeen röntgenlähde oli haalistunut siihen pisteeseen, että Chandra ei enää pystynyt havaitsemaan sitä. Kuten Niel Brandt – Verne M. Willaman tähtitieteen ja astrofysiikan professori Penn Statessa ja osa sitä ensimmäistä kertaa havainnoivaa ryhmää – kuvaili löytöä Penn Statessa Lehdistötiedote :
'Tämä leimahtava lähde oli upea yllätysbonus, jonka löysimme vahingossa yritettäessämme tutkia erittäin heikomman röntgenuniversumin huonosti ymmärrettyä aluetta. Meillä oli ehdottomasti 'onnea' tämän löydön kanssa, ja meillä on nyt uusi jännittävä ohimenevä ilmiö tutkittavana tulevina vuosina.'
Tuhansia tunteja vanhaa dataa Hubble ja Spitzer-avaruusteleskoopit sitten kuultiin CDF-S-röntgenlähteen sijainnin määrittämiseksi. Ja vaikka tutkijat pystyivätkin päättämään, että röntgenlähteen kuva sijoitti sen aiemmin havaittujen edelle, he eivät ole täysin selvillä siitä, mikä olisi voinut aiheuttaa sen.
Röntgenkuvat (vasemmalla) ja optiset (oikealla) kuvat röntgenlähteen ympärillä olevasta tilasta, jotka on tehty Chandralla ja Hubble-avaruusteleskoopilla. Kiitos: NASA/CXC/F. Bauer et ai.
Toisaalta se voi olla seurausta jonkinlaisesta tuhoisasta tapahtumasta tai jotain, jota tiedemiehet eivät ole koskaan ennen nähneet. Syy tähän liittyy siihen tosiasiaan, että röntgenpurskeet tulevat myös gammapurskeella (GRB), joka näyttää puuttuvan tästä. Pohjimmiltaan GRB:t ovat suihkutettuja räjähdyksiä, jotka laukaisevat massiivisen tähden romahtaminen tai kahden neutronitähden (tai neutronitähden, jossa on musta aukko) yhdistyminen.
Tästä syystä on ehdotettu kolme mahdollista selitystä. Ensimmäisessä CDF-S-röntgenlähde on todellakin seurausta romahtavasta tähdestä tai sulautumisesta, mutta tuloksena olevat suihkut eivät ole suunnattu Maata kohti. Toisessa sama skenaario on vastuussa röntgenlähteestä, mutta GRB sijaitsee pienen galaksin ulkopuolella. Kolmas mahdollinen selitys on, että tapahtuman aiheutti keskikokoinen musta aukko, joka murskasi valkoisen kääpiötähden.
Valitettavasti mikään näistä selityksistä ei näytä sopivan dataan. Nämä tutkimusryhmät totesivat kuitenkin myös, että näitä mahdollisuuksia ei ymmärretä kovin hyvin, koska niitä ei ole nähty universumissa. Kuten Franz Bauer – tähtitieteilijä Chilen paavikatolisesta yliopistosta – sanoi : 'Tämän lähteen löytämisestä lähtien olemme kamppailleet ymmärtääksemme sen alkuperää. Meillä on kuin palapeli, mutta meillä ei ole kaikkia palasia.'
Chandra ei ole havainnut muita tämän kaltaisia röntgenlähteitä niiden 17 vuoden aikana, jolloin se on tutkinut CDF-S-aluetta, mutta avaruusteleskooppi ei ole havainnut vastaavia tapahtumia missään universumissa sen lähes kahden vuosikymmenen aikana. . Kaiken lisäksi tämä tapahtuma oli kirkkaampi, lyhytikäisempi ja tapahtui pienemmässä, nuoremmassa isäntägalaksissa kuin muut selittämättömistä röntgenlähteistä .
Pysäytyskuva Chandran tarkkailemasta röntgenlähteestä, jossa näkyy kaapattu leimahdus alareunassa. Kiitos: NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ./F.Bauer et al.
Kaikesta tästä näyttää olevan ainoa johtopäätös, että tapahtuma oli todennäköisesti seurausta kataklysmisestä tapahtumasta, kuten neutronitähden tai valkoisen kääpiön repeytymisestä. Mutta se tosiasia, että mikään uskottavammista selityksistä ei näytä selittävän sen erikoisia ominaisuuksia, näyttäisi viittaavan siihen, että tähtitieteilijät ovat saattaneet nähdä täysin uudenlaisen kataklysmisen tapahtuman.
Ryhmän tutkimus - ' Uusi, heikko joukko röntgensäteistä ohimeneviä '- on saatavilla verkossa ja julkaistaan kesäkuun 2017 numerossa Royal Astronomical Societyn kuukausitiedotteet . Sillä välin tähtitieteilijät seulovat Chandran ja muiden röntgenobservatorioiden – kuten ESAn:n – hankkimia tietoja. XMM-Newton ja NASAn Swift Gamma-ray Burst -tehtävä – nähdäkseen, löytävätkö he muita tällaisia tapauksia.
Ja tietysti myös tulevaisuudessa Chandralla ja seuraavan sukupolven röntgenteleskoopeilla tehdyt tutkimukset etsivät tällaisia lyhytikäisiä, korkean energian röntgenpurskeita. On aina hyvä, kun universumi heittää meille kaarevapallon. Se ei ainoastaan osoita meille, että meillä on enemmän opittavaa, vaan se myös opettaa meille, että emme saa koskaan olla itsetyytyväisiä teorioihimme.
Muista myös katsoa tämä CDF-S-röntgenlähteen animaatio Chandra X-ray Observatoryn ansiosta:
http://chandra.harvard.edu/photo/2017/cdfsxt1/cdfsxt1.mp4