Mosaikbillede fra JEM-X instrumenterne på ESA INTEGRAL satellit viser området tæt på Mælkevejens centrum med to nye røntgen kilder

Travl astrofysiker opdager to ekstreme galaktiske objekter

onsdag 26 nov 14

Kontakt

Jérôme Chenevez
Seniorforsker
DTU Space
45 25 97 03

Kontakt

Carol Anne Oxborrow
Specialkonsulent
DTU Space
45 25 97 33

ATEL


For at hjælpe observationerne, og forståelsen, af tidsbegrænsede astronomiske fænomener er der blevet oprettet en email service, der hedder Astronomers Telegram (ATEL).  Astronomer, der mener, de har fundet noget nyt (efter grundige kontroller i kataloger over kendte kilder) fortæller om deres opdagelse i en ATEL så hurtigt som muligt, med data om styrke og position på himlen og ATELen sendes videre til alle de tilmeldte astronomer, der kan pege deres teleskoper og satellitter i den samme retning. Bekræftende observationer er meget vigtige for en ny kildes troværdighed.
September og oktober i år har været meget hektiske måneder for astrofysiker Jérôme Chenevez på DTU Space. Gemt i data fra observationer af galaksens centrum fandt  Jérôme Chenevez den 24. august 2014 signalet fra en ukendt kilde, der opfører sig muligvis som en neutronstjerne -- og den 27. september gentog han succesen med en hidtil ukendt sort hul kandidat.


Jérôme Chenevez og fem kolleger på DTU Space er instrumentspecialister, der passer JEM-X instrumenterne på ESAs INTEGRAL satellit. Som tak for at have bygget instrumenterne for ESA, får instituttets forskere adgang til satellitens data. Gemt i JEM-X data fra observationer af galaksens centrum fandt  Jérôme den 24. august 2014 signalet fra en ukendt kilde, der muligvis opfører sig som en neutronstjerne -- og den 27. september gentog han succesen med en hidtil ukendt sort hul kandidat. Begge opdagelser skete under et fagprojekt med DTU ESPE-studerende Louise Vanbæk Kroer.

Opdagelsesbilledet af den formodentlige neutronstjerne IGR J1745-3022, set af JEM-X instrumentet på ESAs INTEGRAL satellit 

Neutronstjerne i binærsystem


Den første kilde, opdaget i data registreret mellem den 22. og 24. august, udsender mest lav-energi røntgenstråling. Den har fået navnet IGR J17451-3022, hvoraf de første 3 bogstaver viser, at kilden blevet opdaget med INTEGRAL satellitten, og tallene giver objektets position i himmelske koordinater.

Tolv dage senere kunne Swift satellitten se kilden, og målte dens position indenfor 26 buesekunder ( 0.0072 grader) af den JEM-X målte position – og det regnes for at være en meget præcis bekræftelse af objektets position på himlen.

JEM-X opdagelsesbilledet af røntgenkilde IGR J17454-2919 der formodentligt er et sort hul 

Et sort hul med appetit


"Det er helt utroligt at to ukendte kilder skulle dukke op så hurtigt efter hinanden. Vi arbejder hårdt for at finde ud af helt præcist, hvad slags galaktiske objekter der her er tale om. Sammen med de bekræftende observationer fra andre satellitter har vi en hel del data at gennemgå, inden vi har et fuldstændigt billede af kildernes opførsel og identitet. Helt ærligt – jeg kan først sige noget konkret om en måned!"
Jérôme Chenevez

Den anden kilde med navn IGR J17454-2919 er også blev set af Swift, og NuStar, i opfølgende observationer og viser tegn på at være et sort hul. Grunden til at den overhovedet kan ses er, at den er i gang med at sluge stof fra en omkredsende stjerne, der var så uheldig at udvikle sig som makker til den massiv stjerne, der eksploderede og blev til et sort hul. Røntgenstråling, der udsendes fra det ulykkelige par, er det sidste signal fra stjernestoffet, inden det forsvinder i det sorte hul.

I opdagelses billedet  (ovenfor) kan man se, at det sorte hul er svagt i forhold til de andre kendte kilder, mens kilden, der blev opdaget knap et måned før er stærk endnu.  Som med alle transiente kilde af denne slags kan styrkerne ændre sig meget i løbet af kort tid.

Det nyeste billede (øverst på siden) fra området viser, at det er det sorte hul (gul pil), der er blev stærkest, mens neutronstjernens styrke aftager, og den kendte kilde 1E 1740.7-2942 er blevet næsten usynlig.


Røntgen signal fra galaksens centrum


JEM-X instrumenterne registrerer røntgen stråling og blev opsendt i 2002 som en del at INTEGRAL’s nyttelast. Satellittens formål er først og fremmest at samle gamma-strålings signaler fra rummet og derved observere de mest voldsomme objekter i rummet, heriblandt gamma-glimt, pulsarer, kompakte binære systemer og sorte huller. JEM-X ser de samme objekter, men registerer deres røntgen-udsendelse, d.v.s. stråling med lavere energi end gamma-stråling.

Flygtige signaler

Det er meget svært at opdage disse objekter, fordi de blusser op, nogle gange periodisk, og forsvinder igen, og uden et klart mønster for deres udbrud skal man være ganske heldig for at fange et, mens det er aktivt. Derfor har INTEGRAL et omfattende observationsprogram for galaksens centrum, der er hjem for mange af disse flygtige kilder. Selvom området er velkendt nu, kan der stadig dukke nye kilder op, og JEM-X var heldig nok at se to nye i deres udbrudsfaser.


Bekræftende observationer


De to kilder er efterhånden blevet anledning til flere Astronomers Telegrams (ATELs), hvoraf de første to stammer fra Jérôme Chenevez og hans kolleger som underretning til andre astronomer. Men senere ATEL’er beskriver de bekræftende observationer foretaget med andre satellitter: Swift, Chandra og NuSTAR – observationer der kan afsløre kildernes art.

Universets laboratorium

En grundig forståelse af de ekstreme vilkår og processer, der foregår på neutronstjerner og omkring sorte huller, fører til nye modeller af fysik og stofs opførsel under tryk, varme og tyngdekraft i en størrelsesklasse, der kan aldrig nogensinde skabes her på Jorden. Disse kilder er som et laboratorium for universets mest ekstreme fysik.






Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.