A NASA Chandra röntgenobszervatóriumának archívumában olyan égitestek egész csoportját azonosították, amelyek nem illenek pontosan a korábban ismert röntgenforrások közé. A kutatók hat közeli galaxis hosszú expozíciós idejű megfigyeléseit elemezték, és összesen 84 rendkívül lágy sugárzású objektumot találtak. Az új csoport a „hiperlágy röntgenforrás” nevet kapta, mivel sugárzásának nagy része a röntgentartomány alacsonyabb energiájú szélén jelenik meg.
A felfedezés egyik kulcsa az volt, hogy a kutatók nem új égboltfelmérést végeztek, hanem más célokra készült Chandra-méréseket elemeztek új módszerrel. A vizsgált galaxisok között szerepelt az Androméda-galaxis, az M101 jelű Szélkerék-galaxis és négy elliptikus galaxis. Az M101-ben hét ilyen objektumot találtak. Ehhez huszonöt, 2000 márciusa és 2005 januárja között készült megfigyelést egyesítettek, amelyek teljes expozíciós ideje 274 óra volt. Az egyes források annyira gyengék a Chandra számára könnyebben érzékelhető, nagyobb energiájú röntgentartományban, hogy rövidebb megfigyeléseken beleolvadtak a háttérbe.
A röntgensugárzás rendszerint szélsőséges fizikai környezetet jelez. Ha egy fehér törpe, neutroncsillag vagy fekete lyuk anyagot von el egy társcsillagtól, a befelé spirálozó gáz a gravitációs energia felszabadulása miatt több millió fokosra hevülhet. Az így létrejövő akkréciós korong nagy energiájú röntgensugárzást bocsát ki. A most azonosított források viszont ennek lágyabb, kisebb energiájú részében sugároznak, miközben a számítások szerint rendkívül erős szélsőséges ultraibolya sugárzást is termelhetnek.
A „lágy” kifejezés ebben az esetben nem gyenge sugárzást jelent, hanem azt, hogy a fotonok energiája kisebb. A hiperlágy objektumok összes energiakibocsátása tekintélyes lehet, ám annak jelentős része olyan hullámhosszakra esik, amelyeket a csillagközi hidrogén és hélium hatékonyan elnyel. Emiatt saját galaxisunk síkján keresztül különösen nehéz észlelni őket: a köztünk és a forrás között elhelyezkedő gáz szinte áthatolhatatlan függönyt alkot a szélsőséges ultraibolya és a leglágyabb röntgensugárzás számára. Más galaxisokat kívülről vizsgálva bizonyos irányokban kevesebb elnyelő anyagon kell átnéznünk, a hosszú Chandra-expozíciók pedig összeadhatják a ritkán beérkező fotonokat.
A kutatócsoport szerint a legvalószínűbb magyarázatot szoros kettős rendszerek adják, amelyekben egy kompakt csillagmaradvány anyagot szív el kísérőjétől. A jelenlegi adatok alapján azonban nem dönthető el, hogy mind a 84 forrás ugyanahhoz a fizikai típushoz tartozik-e. A megfigyelési osztályt közös sugárzási tulajdonságaik alapján határozták meg, miközben a háttérben fehér törpék, neutroncsillagok és fekete lyukak eltérő arányú keveréke is állhat. Az sem kizárt, hogy az anyagbefogás különböző szakaszait látjuk.
Az egyik lehetséges kapcsolat az Ia típusú szupernóvák eredetéhez vezet. Ezeket a robbanásokat fehér törpék hozzák létre, de továbbra sem ismerjük pontosan, milyen arányban származnak két fehér törpe összeolvadásából, illetve olyan rendszerekből, amelyekben egy fehér törpe egy közönséges társcsillagtól gyűjt anyagot. Ha a hiperlágy források egy része gyorsan növekvő fehér törpe, akkor a Chandra egy eddig nagyrészt rejtett szupernóva-elődpopulációt talált meg. Ennek kozmológiai következménye is lenne, mert az Ia típusú szupernóvák fényességük szabályossága miatt a kozmikus távolságmérés legfontosabb eszközei közé tartoznak; segítségükkel fedezték fel a világegyetem gyorsuló tágulását.
A másik lehetséges szerepük a galaxisok gázainak ionizálásához kapcsolódik. Egy nagy energiájú foton képes elektronokat leszakítani a hidrogén- és héliumatomokról. A csillagászok több környezetben sem tudják teljesen elszámolni, mely objektumok biztosítják az észlelt ionizációhoz szükséges sugárzást. Ha a hiperlágy források valóban nagy mennyiségű szélsőséges ultraibolya fényt bocsátanak ki, akkor eddig figyelmen kívül hagyott energiaforrást jelenthetnek. Ez hatással lehet a csillagközi gáz hőmérsékletére, kémiai állapotára és végső soron az új csillagok kialakulására is.
A bizonytalanságok feloldásához hosszabb időn át követni kell az objektumok fényességváltozását, valamint össze kell kapcsolni a röntgenadatokat ultraibolya, optikai és infravörös megfigyelésekkel. A szabályos változások kettős rendszerek keringési idejét fedhetik fel, a színképek pedig megmutathatják, milyen forró az anyag, milyen gyorsan mozog, és mely elemekből áll. Egyes források eltűnése vagy hirtelen felfényesedése az anyagbefogás változásáról árulkodhat.
A Chandra eredménye jelenleg egy új megfigyelési kategória azonosítását jelenti; kompakt kettős rendszerként, szupernóva-elődként vagy jelentős ionizáló energiaforrásként való értelmezésük még vizsgálandó hipotézis. Éppen ez teszi fontossá az archív felfedezést: arra utal, hogy a galaxisokban jelentős, korábban fel nem ismert objektumpopuláció rejtőzhet egy olyan energiatartományban, amelyet a csillagközi anyag csaknem teljesen eltakar előlünk.
Források: NASA–Chandra official, Nature Astronomy
