Międzynarodowy zespół astronomów, kierowany przez naukowców z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, ogłosił na łamach prestiżowego czasopisma naukowego "Astrophysical Journal Letters" przełomowe odkrycie nowej klasy kosmicznych źródeł promieniowania rentgenowskiego.

Promieniowanie rentgenowskie, znane również jako promieniowanie X, jest często spotykane w medycynie, gdyż używa się go m.in. do wykonywania zdjęć RTG, które są niezwykle istotne w diagnostyce złamań kości oraz chorób płuc. Jednak niewiele osób zdaje sobie sprawę, że kosmos również emituje promieniowanie X, które może powstawać w ekstremalnych warunkach panujących w otoczeniu gorących obiektów, takich jak czarne dziury czy gwiazdy neutronowe.

W opublikowanej pracy astronomowie zidentyfikowali wcześniej nieznaną grupę 29 obiektów w dwóch sąsiadujących galaktykach, znanych jako Obłoki Magellana. Obiekty te charakteryzowały się intensywnymi i długotrwałymi rozbłyskami, które trwały zazwyczaj kilka miesięcy, a ich jasność mogła wzrosnąć nawet 10-20 razy. Nie przypominały one żadnych wcześniej znanych klas obiektów.

Odnalezione źródła promieniowania wynikały z ponad 20-letnich obserwacji w ramach przeglądu nieba OGLE, prowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego. W niektórych przypadkach rozbłyski powtarzały się co kilka lat, w innych natomiast zarejestrowano jedynie jedno pojaśnienie przez dwadzieścia lat obserwacji.

W listopadzie 2023 roku jeden z obiektów, nazwany OGLE-mNOVA-11, ponownie zaświecił, co pozwoliło naukowcom na dokładniejsze badania. Wykonano spektroskopię tego obiektu przy użyciu Wielkiego Teleskopu Południowoafrykańskiego (SALT), jednego z największych teleskopów optycznych na świecie, co dostarczyło ważnych informacji na temat jego fizycznych właściwości. Dodatkowe pomiary za pomocą satelitarnego teleskopu rentgenowskiego Swift ujawniły, że temperatura obiektu wynosiła około 600 tysięcy stopni Celsjusza, a jego moc rentgenowska była ponad sto razy większa niż moc promieniowania Słońca.

Interesujące jest, że cechy OGLE-mNOVA-11 przypominają inne obiekty, takie jak ASASSN-16oh, które zostały odkryte w 2016 roku i przez czas były pomijane w badaniach. Naukowcy sugerują, że oba obiekty, oraz prawdopodobnie wszystkie inne nowe źródła promieniowania rentgenowskiego, tworzą nową, homogenną klasę.

Dzięki badaniom ustalono, że ich właściwości są związane z układami podwójnymi gwiazd, w których jednym ze składników jest biały karzeł, a drugim tzw. podolbrzym, gwiazda w końcowej fazie swojego życia, której paliwo termojądrowe zostało wyczerpane. Bliskość obiektów prowadzi do przepływu materii z podolbrzyma na powierzchnię białego karła.

Nadal nie wyjaśniono, na czym polega mechanizm emisji promieniowania rentgenowskiego podczas wybuchów tych milinowych obiektów. Naukowcy podają dwie możliwe hipotezy: pierwsza zakłada, że źródłem promieniowania X jest zrzut materii na biały karzeł, natomiast druga sugeruje powstawanie wybuchów termojądrowych na jego powierzchni. W przypadku tej drugiej hipotezy milinowe obiekty mogą okazać się istotne dla badań astrofizycznych oraz kosmologicznych, jako że ich białe karły mogą osiągnąć masę, która prowadzi do wybuchu supernowej typu Ia.

Odkrycie to może mieć daleko idące konsekwencje dla naszej wiedzy o wszechświecie, odkryć, które mogą zmienić to, co wiemy o ewolucji gwiazd i mechanizmach ich śmierci.

Badania powstały we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Southampton, Uniwersytetu w Leicester, Uniwersytetu Kapsztadzkiego oraz Uniwersytetu Wolnego Państwa w RPA.

Artykuł naukowy z wynikami badań został opublikowany w czasopiśmie "Astrophysical Journal Letters".