Røntgenbaggrunden består af et stort antal svage genstande. Billedkredit: NASA Klik for større billede
Ved hjælp af det mest følsomme røntgenkort over galaksen, opnået ved at kombinere 10 års data fra Rossi XTE orbitalt observatorium, har forskere fra Max Planck Institute for Astrophysics opdaget oprindelsen af den galaktiske baggrundsemission. De viser, at det består af emission fra en million akkrediterende hvide dværgsbinarier og hundreder af millioner af normale stjerner med aktive koroner.
Næsten 400 år efter, at Galileo bestemte, at den piskede Mælkeveje faktisk omfatter en mangfoldighed af individuelle stjerner, har forskere, der bruger NASAs Rossi-røntgendiming Explorer gjort det samme for røntgenmælkevejen.
Oprindelsen til den såkaldte galaktiske røntgenbaggrund har været et langvarigt mysterium. Forskere siger nu, at dette tæppe af røntgenlys ikke er diffus, som mange har troet, men stammer fra utallige hundreder af millioner af individuelle kilder domineret af en type død stjerne kaldet en hvid dværg.
Hvis det bekræftes, ville denne nye konstatering have en dybtgående indflydelse på vores forståelse af vores galakse historie, fra stjernedannelse og supernovahastigheder til stjernernes evolution. Resultaterne løser store teoretiske problemer, men peger alligevel på en overraskende undertælling af stjernemæssige genstande.
Forskere fra Max Planck-instituttet for astrofysik (MPA) i Garching, Tyskland og Rumforskningsinstituttet for det russiske videnskabsakademi i Moskva diskuterer disse resultater i to artikler, der er offentliggjort i Astronomy & Astrophysics.
”Fra et fly kan du se en diffus glød fra en by om natten,” sagde Dr. Mikhail Revnivtsev fra MPA, hovedforfatter på et af papirerne. ”At sige, at en by producerer lys er ikke nok. Først når du kommer nærmere, ser du individuelle kilder, der udgør den glød - husets lys, gadelamper og billygter. I denne henseende har vi identificeret de individuelle kilder til lokalt røntgenlys. Det, vi fandt, vil overraske mange forskere. ”
Røntgenstråler er en højenergi-form af lys, usynlig for vores øjne og langt mere energisk end optisk og ultraviolet lys. Vores øjne ser individuelle stjerner drysset i en stort set mørk himmel. I røntgenbåndbredde er himlen aldrig mørk; der er en gennemgribende og konstant glød.
Tidligere observationer kunne ikke afsløre nok røntgenkilder til at redegøre for “røntgenmælkemåden.” Dette førte til teoretiske problemer. Hvis røntgenstrålingen var fra varm og diffus gas, ville den i sidste ende "stige" og undslippe galaksen. Endvidere skulle alt, hvad varm gas, skulle være kommet fra millioner af tidligere stjerneeksplosioner kaldet supernovaer, hvilket ville betyde, at skøn over stjernedannelse og stjernedød var langt væk.
"Røntgen-teleskoper kan løse emissionen i diskrete kilder, men kan kun udgøre omkring 30 procent af emissionen," sagde Dr. Jean Swank, projektforsker for Rossi Explorer ved NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, USA. ”Mange har troet, at brorparten virkelig var diffus, for eksempel fra varm gas mellem stjernerne. Nu ser det ud til, at det hele kan redegøres for en kombination af to typer stjerner. ”
Den nye undersøgelse er baseret på næsten 10 års data indsamlet af Rossi Explorer og udgør det mest grundige kort over galaksen i røntgenbåndbredde. Videnskabsteamet konkluderede, at Mælkevejsgalaksen virkelig vrimler af røntgenstjerner, de fleste af dem ikke særlig lyse, og at forskere gennem årene havde undervurderet deres antal med måske hundrede gange.
Overraskende er de sædvanlige mistænkte for røntgenemission - sorte huller og neutronstjerner ikke involveret her. Ved højere røntgenenergier opstår røntgenglød næsten udelukkende fra kilder, der kaldes kataklysmiske variabler.
En kataklysmisk variabel er et binært stjernesystem, der indeholder en relativt normal stjerne og en hvid dværg, som er en stjernemember af en stjerne som vores sol, der er tom for brændstof. På egen hånd er en hvid dværg svag. I et binært kan det trække stof fra sin ledsagerstjerne for at varme sig selv i en proces, der kaldes akkretion. Den opsamlede gas er meget varm, en kilde til betydelige røntgenstråler.
Ved lidt lavere røntgenstrålingsenergier er glødet en blanding af ca. en tredjedel af kataklysmiske variabler og to tredjedele af aktive stjernekrononer. De fleste af stjernernes koronaaktiviteter finder også sted i binære grupper, hvor en nærliggende ledsager effektivt rører de ydre dele af stjernen op. Dette tillader den stellare analoge til at producere solfakler, der udsender røntgenstråler. Videnskabsteamet siger, at der er op mod en million kataklysmiske variabler i vores galakse og tæt på en milliard aktive stjerner. Begge disse tal afspejler et stort underantal i tidligere skøn.
"Ligesom en medicinsk røntgenstråle afslører kortet over den galaktiske røntgenbaggrund detaljer om Mælkevejens struktur," sagde Revnivtsev. ”Vi kan se gennem hele galaksen og tælle røntgenkilder. Dette er meget vigtigt for astronomer, der beregner stjernernes liv. ”
NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, USA administrerer Rossi Explorer, der blev lanceret i december 1995.
Original kilde: Max Planck Society
