Teleskop Fermi odkrywa tajemnicę mikrokwazara
Kosmiczny teleskop promieniowania gamma Fermi NASA dokonał z powodzeniem pierwszego wyraźnego odkrycia promieni gamma wysokiej energii pochodzących z Łabędzia X-3, jednego z silniejszych układów podwójnych na niebie. Mieszczący się w odległości około 37.000 lat świetlnych Łabędź X-3 łączy gorącą, masywną gwiazdę w parę ze zwartym ciałem, które wystrzeliwuje w kosmos z prędkością światła bliźniacze strumienie materii emitujące fale radiowe. Odkrycia dostarczą naukowcom nowych informacji na temat przyspieszenia i ruchu cząstek wysokiej energii. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Science, stanowią dorobek projektu GAMMARAYBINARIES, który uzyskał dofinansowanie w kwocie niemal 750.000 EUR z tematu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR). Układy podwójne są nazywane mikrokwazarami i są podobne do maleńkich wersji odległych galaktyk (tj. kwazarów). Eksperci spekulują, że emisje pochodzące z tych galaktyk zasilane są przez ogromne czarne dziury. "Łabędź X-3 jest autentycznym mikrokwazarem i pierwszym, którego emisję promieni gamma wysokiej energii możemy dowieść" - wyjaśnia dr Stephane Corbel z Uniwersytetu Paris Diderot we Francji, jeden z autorów raportu z badań. Wyniki badań pokazały, że "emisja promieni gamma prawdopodobnie pochodzi z układu podwójnego, otwierając nowe obszary badań nad powstawaniem strumieni relatywistycznych". Astronomowie po raz pierwszy odkryli układ w 1966 r. jako jedno z najsilniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego na niebie. Łabędź X-3 znalazł się na pierwszych stronach gazet w 1972 r. dzięki wybuchowi, który zwiększył tysiąckrotnie jego emisje częstotliwości radiowej. Naukowcy twierdzą, że pojawiają się tam okresowe wybuchy radiowe w regularnych 367-dniowych odstępach. Astronomowie twierdzili najpierw, że Łabędź X-3 jest jednym z pierwszych źródeł promieniowania gamma. W świetle powyższych obserwacji naukowcy podjęli się opracowania i udoskonalenia detektorów promieniowania gamma, w wyniku czego powstał teleskop LAT (Large Area Telescope) na pokładzie Fermi. Zdaniem naukowców biorących udział w badaniach, w centrum Łabędzia X-3 zlokalizowana jest olbrzymia gwiazda Wolfa-Rayeta. Gwiazdy Wolfa-Rayeta są masywnymi gwiazdami świecącymi, których temperatury wynoszą od 25.000 do 50.000 stopni Kelvina. To gorąco powoduje "sączenie się" masy gwiazdy do przestrzeni kosmicznej w formie, którą astronomowie nazywają "wiatrem gwiezdnym". "W ciągu zaledwie 100.000 lat ten szybki, gęsty wiatr zabiera z gwiazdy Wolfa-Rayeta tyle masy, ile ma nasze Słońce" - mówi dr Robin Corbet z Uniwersytetu Maryland w USA. Wokół gwiazdy obraca się zwarty składnik wtórny wbudowany w dysk gorących gazów - podkreśla dr Corbet dodając, że "ten obiekt jest najprawdopodobniej czarną dziurą, ale jak na razie nie możemy wykluczyć, że jest gwiazdą neutronową". Teleskop LAT zidentyfikował zmiany w mocy wyjściowej promieni gamma Łabędzia X-3 związane z 4,8-godzinnym ruchem orbitalnym składnika wtórnego. Naukowcy odkryli, że najjaśniejsza emisja promieniowania gamma ma miejsce, kiedy dysk znajduje się na drugim końcu orbity. "To sugeruje, że promienie gamma powstają z interakcji pomiędzy szybko poruszającymi się elektronami nad i pod dyskiem a promieniowaniem ultrafioletowym gwiazdy" - mówi dr Corbel. Fotony ultrafioletowe zdobywają energię i zmieniają się w promienie gamma, kiedy fotony uderzają cząstki poruszające się z prędkością, która jest znaczącym ułamkiem prędkości światła. "Proces przebiega najlepiej, kiedy energetyczny elektron kierujący się już w stronę Ziemi wchodzi w kolizję czołową z ultrafioletowym fotonem" - wyjaśnia dr Guillaume Dubus z francuskiego Laboratorium Astrofizycznego. "Najczęściej ma to miejsce, kiedy dysk znajduje się po drugiej stronie orbity." W badaniach wzięli udział naukowcy z Francji, Japonii, Niemiec, Szwecji, USA i Włoch. Projekt GAMMARAYBINARIES (Badanie promieniowania gamma na niebie - układy podwójne, mikrokwazary i ich wpływ na poznanie przyspieszenia cząstek, wiatrów relatywistycznych oraz zjawisk akrecji/wyrzucania w źródłach kosmicznych) jest koordynowany przez Université Joseph Fourier Grenoble 1 we Francji. Projekt GAMMARAYBINARIES rozpoczął się w 2008 r. i ma być realizowany do końca 2013 r.
Kraje
Niemcy, Francja, Włochy, Japonia, Szwecja, Stany Zjednoczone