Keď sa hovorí o najenergetickejších javoch vo vesmíre, röntgenové binárne systémy priam vynikajú svojou schopnosťou uvoľňovať obrovské množstvo gravitačnej energie. Tieto systémy sú tvorené dvojicou objektov: bežnou hviezdou a kompaktným mŕtvym objektom, ako je čierna diera alebo neutrónová hviezda, ktorá pohlcuje materiál zo svojho hviezdneho spoločníka.

V našej Galaxii bolo doposiaľ identifikovaných niekoľko stoviek takýchto zdrojov. Na tému upozornil AV ČR na svojom webe.

Nevysvetliteľné správanie

Jedným z prvých a najznámejších príkladov je systém Cygnus X-3, nachádzajúci sa v súhvezdí Labute. Už od 70. rokov 20. storočia je známy svojimi krátkodobými zjasneniami, keď sa stáva jedným z najjasnejších rádiových zdrojov na oblohe, no následne rýchlo pohasne alebo úplne zmizne.

Inak povedané, Cygnus X-3 je známy svojím extrémne variabilným správaním, ktoré zahŕňa krátkodobé zjasnenia, keď sa stáva jedným z najintenzívnejších rádiových zdrojov na oblohe.

Tieto zjasnenia môžu trvať len niekoľko dní, po ktorých sa systém môže náhle stlmiť alebo úplne zmiznúť z pozorovaní. Toto nevysvetliteľné správanie spustilo prvé medzinárodné pokusy o porozumenie fenoménu, pričom Cygnus X-3 sa stal „astronomickou hádankou“.

Prelom v rozlúštení tejto záhady

Prelom v štúdii tohto objektu prišiel vďaka družici Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), ktorá je spoločným projektom NASA a talianskej ASI. Podľa Alexandry Veledinovej z Univerzity v Turku merania röntgenovej polarizácie odhalili, že kompaktný objekt je obklopený hustou, nepriehľadnou hmotou, pričom svetlo, ktoré pozorujeme je odrazené od vnútorných stien tejto hmoty.

Tento objav identifikoval Cygnus X-3 ako ultra-jasný röntgenový zdroj, ktorý absorbuje hmotu tak rýchlo, že čierna diera nestíha všetok materiál pohltiť, a časť je vyvrhovaná von. Objav Cygnus X-3 tak poskytuje priamy dôkaz o existencii takýchto objektov aj v našej Galaxii.

Pred rokom 2021 bolo možné skúmať röntgenové žiarenie z vesmíru hlavne spektroskopicky, ale IXPE, prvý detektor röntgenovej polarizácie, poskytuje nový pohľad na vysokoenergetické objekty.

Jakub Podgorný z Astronomického ústavu AV ČR, ktorý sa podieľal na výskume, uvádza, že kombinácia rôznych pozorovacích metód je kľúčová pre pochopenie dlhodobých záhad vesmíru. Významnú úlohu v tomto výskume zohrali aj ďalší českí vedci Michal Dovčiak, Jiří Svoboda a profesor Vladimír Karas, ktorí prispeli k analýze dát, modelovaniu a vývoju misie IXPE.

Čo vieme o tomto systéme?

Tento výskum poskytuje hlbší pohľad do štruktúry a dynamiky hmoty v okolí čiernych dier a má potenciál odhaliť nové informácie o týchto fascinujúcich vesmírnych objektoch.

Čo sa týka hviezdneho spoločníka, podľa dostupných informácií ide o Wolf-Rayetovu hviezdu. Hviezdy typu Wolf-Rayet sú hmotné hviezdy s veľmi silnými hviezdnych vetrom, vysokou svietivosťou a veľmi krátkym životným cyklom. Neuveriteľne silné vetry poskytujú materiál, ktorý je procesom akrécie priťahovaný kompaktným objektom, čo vedie k pozorovanému intenzívnemu röntgenovému žiareniu.

Okrem röntgenového žiarenia je Cygnus X-3 tiež zdrojom vysokoenergetického gama žiarenia. Pravidelne produkuje vysokoenergetické výrony alebo erupcie, ktoré sú pozorovateľné vo viacerých spektroskopických pásmach.

Mimo to je tiež známy silnou rádiovou emisiou, ktorá naznačuje prítomnosť relativistických jetov. Jety, alebo relativistické výtrysky sú prúdy hmoty vyvrhované z oblasti okolo kompaktného objektu, pričom dosahujú relativistické rýchlosti. Viac o tomto fenoméne nájdeš v samostatnom článku.