Az alábbi képen fényes kék és zöld foltok jelzik az NGC 6946 (Tűzijáték-galaxis) felvételén az extrém fényes röntgenforrások helyeit, melyeket a NASA NuSTAR űrobszervatóriuma mért ki. Ezek a röntgenforrások, melyek sugárzása az Univerzum legnagyobb energiájú folyamataiból származik, a háttérben látható optikai forrásokhoz képest roppant ritkák. Az Astrophysical Journal tudományos folyóiratban megjelent új tanulmány szerzői lehetséges magyarázatokkal szolgálnak a galaxis centrumához közeli zöld források meglepetésszerű megjelenésére és pár héten belüli eltűnésére.
A NuSTAR megfigyeléseinek fő célpontja az a szupernóva-robbanás volt, amelyet a felvétel jobb felső részén fényes kékeszöld foltként jelöltek meg. Ezek a hatalmas csillagrobbanások átmenetileg elegendő fényt bocsájthatnak ki, hogy egy több milliárd csillagból álló teljes galaxist túlragyogjanak. Emellett az Univerzumban fellelhető, a vasnál nehezebb kémiai elemek java része is ilyen robbanások során jön létre.
A galaxis aljához közeli zöld paca a NuSTAR első megfigyelése alatt nem volt látható, 10 nappal későbbi második felvételén azonban már eltéveszthetetlenül fényes volt. A NASA Chandra röntgenobszervatóriuma később az ultrafényes röntgenforrások (ULX) közé tartozó objektumot megfigyelve megállapította, hogy amilyen hirtelen megjelent, olyan hamar el is tűnt. Az objektumot azóta ULX-4 néven emlegetik, mert ez a negyedik azonosítatlan ULX ebben a galaxisban. A röntgenforrással együtt nem detektáltak semmilyen látható hullámhosszú fényt, ami nagy valószínűséggel kizárja, hogy egy másik szupernóváról lenne szó.
Lehetséges fekete lyuk
Az új tanulmány körüljárja annak a lehetőségét, hogy a fény egy másik objektumot, például egy csillagot elnyelő fekete lyukból származhatna. Ha valami túl közel kerül egy fekete lyukhoz, annak gravitációja széttépheti, a törmelékeket szoros pályára állítva maga körül. Az újonnan megalakult korong belső széle olyan gyorsan kering, hogy több milllió fokra felforrósodva röntgentartományban sugároz (összehasonlításképpen: a Napunk felszíne mindössze 5500 °C hőmérsékletű).
A legtöbb ULX tipikusan hosszú ideig látszik, mert valamilyen sűrű objektum bocsájtja ki őket, mint például egy fekete lyuk, amely huzamosabb idő alatt „fogyaszt el” egy csillagot. A rövid életű, vagy tranziens röntgenforrások, mint az ULX-4, jóval ritkábbak, így egy egyedülálló drámai esemény – mint egy kisebb csillag, melyet rövid idő alatt széttép egy fekete lyuk – megmagyarázhatja a megfigyelést.
Elképzelhető azonban, hogy az ULX-4 nem egyszeri eset volt, így a szerzők más magyarázatokat is latba vettek. Egy lehetőség: az ULX-4 forrása lehet egy neutroncsillag. A neutroncsillagok extrém sűrű objektumok, melyek egy olyan csillag robbanásának maradványai, mely nem volt elég nagy tömegű ahhoz, hogy fekete lyukká alakuljon a magja. Mivel a neutroncsillagok tömege körülbelül a mi Napunkéhoz hasonló, méretük azonban alig haladja meg egy nagyobb városét, így a fekete lyukakhoz hasonlóan képesek anyagot bevonzani és gyorsan mozgó törmelékkorongokat létrehozni. Akár lassan táplálkozó ultrafényes röntgenforrásokat is generálhatnak, habár a folyamat kissé eltér a fentebb leírt fekete lyukas mechanizmustól.
A neutroncsillagok általában olyan erős mágneses teret örökölnek szülőcsillaguktól, hogy tömegbefogás esetén a felszínükre leáramló anyag oszlopokba rendeződik, eközben pedig erőteljes röntgensugárzás keletkezik. Ha a neutroncsillag különösen gyorsan forog, akkor viszont ezek a mágneses terek egyfajta pajzsot is alkothatnak, ellehetetlenítve, hogy az anyag a csillag felszínére jusson. Elképzelhetjük ezt úgy, mintha több ezer km/h sebességgel forgó körhintára próbálnánk felugrani. Ez a válaszfal-effektus megakadályozza, hogy a neutroncsillag fényes röntgenforrás legyen, kivéve azon alkalmakkor, mikor átmenetileg meginog a mágneses fal, anyag szökik át rajta és hullik a csillag felszínére. Az ULX-4 hirtelen megjelenésének és eltűnésének ez is lehet egy magyarázata, mely hipotézist alátámaszthatja, ha valamikor a jövőben ismét felvillan a forrás.
Forrás: NASA JPL