«Чандра» выявила 84 рентгеновских источника в малоизученном диапазоне

Сколько ярких объектов ускользает от обзора неба, потому что они излучают именно в том диапазоне, который он не охватывает? Этот вопрос стал отправной точкой нового анализа архива космической обсерватории «Чандра». Вместо того чтобы заглянуть дальше, Мустафа Мухибулла и его коллеги из Университета Алабамы и Центра астрофизики Гарвардского университета и Смитсоновского института вернулись к наблюдениям шести близких галактик, изменив энергетический диапазон поиска. Работа опубликована 9 сентября в Nature Astronomy.

Исследователи отбирали точечные объекты, заметные при энергиях от 0,15 до 0,3 килоэлектронвольта, но не дававшие статистически значимого сигнала выше 0,3. Килоэлектронвольт — единица энергии отдельной частицы света. Значение 0,3 часто служит нижней границей рентгеновских обзоров. Команда сопоставила изображения одних и тех же областей в разных диапазонах, объединила архивные наблюдения, полученные по 2017 год включительно, и проверила кандидатов визуально. Выбор ранних записей позволил воспользоваться более высокой чувствительностью прибора к таким энергиям в начале миссии.

В итоговую выборку вошли 84 источника — от семи до 21 в каждой галактике. Когда нижний порог повысили с 0,15 до 0,2 килоэлектронвольта, где работа детектора надёжнее, 81 из 84 источников остался обнаружимым. В 16 контрольных полях вне галактик авторы нашли два похожих кандидата. По этому контролю они оценили долю посторонних объектов, не принадлежащих исследуемым галактикам, величиной менее примерно 3%. Таким образом, вся популяция вряд ли объясняется лишь отбором шума или источников переднего плана.

Выбранное название — гипермягкие рентгеновские источники — указывает на исключительно низкую энергию зарегистрированного излучения. Самые яркие объекты приближаются к 10³⁸ эрг в секунду, или примерно 10³¹ ватт, только в узком изученном диапазоне. Эти оценки учитывают поглощение излучения на пути к нам и предполагают одинаковое излучение во всех направлениях. Модели показывают, что ещё большая доля энергии может выходить в экстремальном ультрафиолете, который легко поглощается межзвёздным газом. Полная мощность здесь получена экстраполяцией, а не прямым измерением ультрафиолетового излучения.

Есть признаки того, что часть выборки содержит белые карлики — компактные остатки звёзд, способные получать вещество от компаньона. По меньшей мере семь из 18 источников, отобранных в центральной области Андромеды, совпадают с системами, в которых известны вспышки новых. При таких вспышках ядерное горение на поверхности может поддерживать высокую температуру остатка. Для других представителей выборки авторы рассматривают системы с чёрными дырами или нейтронными звёздами. Один и тот же характер излучения может, следовательно, объединять разные физические механизмы.

Выяснив природу источников, исследователи смогут проверить, есть ли среди них предшественники сверхновых типа Ia — взрывов, разрушающих белые карлики. Это также позволит оценить вклад их фотонов в отрыв электронов от газа в галактиках. Новый обзор даёт конкретную выборку для изучения этих вопросов и показывает: часть галактического «инвентаря» зависит от того, где провести границу наблюдений.