Swift J1745-26, met een schaal van de maan zoals deze zou verschijnen in het gezichtsveld vanaf de aarde. Krimm
Halverwege september was de Swift-satelliet bezig met zijn activiteiten met meerdere golflengten om te kijken naar uitbarstingen van heldere gammastraling, röntgenstralen, ultraviolette of optische gebeurtenissen in de lucht, toen hij een stijgend tij van hoge energie detecteerde Röntgenstralen van een bron naar het centrum van ons Melkwegstelsel. Maar dit was anders dan elke andere uitbarsting die de satelliet had waargenomen, en na een paar dagen de gebeurtenis te hebben waargenomen, wisten astronomen dat dit een zeldzame röntgen nova moest zijn. Het betekende dat Swift de aanwezigheid van een voorheen onbekend zwart gat in de stellaire massa had gedetecteerd.
"Heldere röntgen novae zijn zo zeldzaam dat het in wezen een keer een missie is en dit is de eerste die Swift heeft gezien", zegt Neil Gehrels van het Goddard Space Flight Center, de hoofdonderzoeker van de missie. "Dit is echt iets waar we op hebben gewacht."
Het object werd Swift J1745-26 genoemd naar de coördinaten van zijn hemelpositie, de nova bevindt zich een paar graden van het centrum van ons sterrenstelsel in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter. Hoewel astronomen de precieze afstand niet weten, denken ze dat het object zich op een afstand van ongeveer 20.000 tot 30.000 lichtjaar in het binnengebied van de melkweg bevindt.
Een röntgen nova is een kortstondige röntgenbron die plotseling in de lucht verschijnt en gedurende een paar dagen dramatisch in kracht toeneemt en vervolgens afneemt, en binnen een paar maanden vervaagt. In tegenstelling tot een conventionele nova, waar de compacte component een witte dwerg is, wordt een röntgen nova veroorzaakt doordat materiaal - meestal gas - op een neutronenster of een zwart gat valt.
De snel verhelderende bron heeft Swift's Burst Alert Telescope tweemaal op de ochtend van 16 september en de volgende dag opnieuw geactiveerd.
Op de grond gebaseerde observatoria detecteerden infrarood- en radio-emissies, maar dikke wolken verduisterend stof hebben verhinderd dat astronomen de Swift J1745-26 in zichtbaar licht konden vangen.
De nova bereikte een piek in harde röntgenstralen - energieën boven 10.000 elektronvolt, of enkele duizenden keren die van zichtbaar licht - op 18 september, toen het een intensiteit bereikte die equivalent was aan die van de beroemde Krabnevel, een supernovarestant die dient als een kalibratiedoel voor hoogenergetische observatoria en wordt bij deze energieën beschouwd als een van de helderste bronnen buiten het zonnestelsel.
Zelfs toen het dimde bij hogere energieën, verhelderde de nova de lagere energie, of zachtere, emissies die werden gedetecteerd door Swift's X-ray Telescope, een gedrag dat typisch is voor X-ray novae. Op woensdag was de Swift J1745-26 30 keer helderder in zachte röntgenstralen dan toen hij werd ontdekt en hij bleef helderder worden.
"Het patroon dat we zien wordt waargenomen in röntgen novae waar het centrale object een zwart gat is. Zodra de röntgenstralen vervagen, hopen we de massa ervan te meten en de status van het zwarte gat te bevestigen ”, zegt Boris Sbarufatti, astrofysicus bij de Brera-sterrenwacht in Milaan, Italië, die momenteel samenwerkt met andere Swift-teamleden bij Penn State op de universiteit Park, Pa.
Dit gebeurt meestal bij gebeurtenissen als deze: het zwarte gat maakt deel uit van een binair systeem met een normale zonachtige ster. Een stroom materiaal stroomt in een aanwasschijf rond het zwarte gat. Meestal draait de schijf van gas gestaag naar het zwarte gat, warmt op en produceert een gestage röntgengloed. Maar soms, om onbekende redenen, wordt het materiaal in de buitengebieden tegengehouden, tegengehouden door een mechanisme, bijna als een dam. Zodra er voldoende gas is verzameld, breekt de dam en stroomt een gasstroom naar het zwarte gat, waardoor de röntgen-nova-uitbarsting ontstaat.
"Elke uitbarsting ruimt de binnenste schijf op, en met weinig of geen kwestie in de richting van het zwarte gat, is het systeem niet langer een heldere bron van röntgenstralen", zegt John Cannizzo, een astrofysicus van Goddard. "Tientallen jaren later, nadat er genoeg gas is verzameld in de buitenste schijf, schakelt het weer over naar zijn hete toestand en stuurt het een stortvloed van gas naar het zwarte gat, wat resulteert in een nieuwe röntgenuitbarsting."
Dit fenomeen, de thermisch-stroperige limietcyclus, helpt astronomen voorbijgaande uitbarstingen in een breed scala van systemen te verklaren, van protoplanetaire schijven rond jonge sterren tot dwergnova's - waar het centrale object een witte dwergster is - en zelfs heldere emissie van superzwaar zwarte gaten in de harten van verre melkwegstelsels.
Er wordt geschat dat ons melkwegstelsel ongeveer 100 miljoen zwarte gaten van stellaire massa moet bevatten. De meeste hiervan zijn voor ons onzichtbaar en er zijn er maar een stuk of tien van geïdentificeerd.
Swift ontdekt ongeveer 100 bursts per jaar. De Burst Alert Telescope detecteert GRB's en andere gebeurtenissen en bepaalt nauwkeurig hun posities aan de hemel. Vervolgens zendt Swift binnen 20 seconden na de initiële detectie een schatting van de positie van 3 boogminuten naar de grond, waardoor grondobservatoria en andere ruimteobservatoria de kans krijgen om de gebeurtenis ook te observeren. Het Swift-ruimtevaartuig zelf "snel" - in minder dan ongeveer 90 seconden - en richt zichzelf autonoom opnieuw om de burst-locatie binnen het gezichtsveld van de gevoelige smalveld-röntgen- en UV- / optische telescopen te brengen om de nagloed te observeren en gegevens te verzamelen .
Bron: NASA
