Chandra rtg observatoř poprvé detekovala rtg záznam
hvězdného P Cygni profilu - zřetelný spektrální záznam mohutného větru
produkovaného objektem ve vesmíru. Objev odhalil vítr o rychlosti 4.5 miliónů
mil za hodinu přicházející z vysoce kompaktního páru hvězd v naší galaxii. Tento
objev byl oznámen odborníky z Penn State and the Massachusetts Institute of
Technology při prezentaci 8. listopadu na Havaji, během setkání sekce Americké
astronomické společnosti, která se zabývá problematikou vysokých energií v
astrofyzice. Příspěvek byl také určen pro publikaci v Astrophysical Journal
Letters.
Efektní rtg binární systém Circinus X-1 "Vzhledem k
našim informacím se jedná o první P Cyg profily oznámené u rtg záření."
řekl Niel Brandt, docent astronomie a astrofyziky v Penn State a Norbert S.
Schulz, výzkumník z Massachusetts Institute of Technology.
Pracovní tým učinil objev během svého prvního pozorování
binárního systému s Chandra rtg observatoří, která byla vypuštěna v červenci
1999. Systém známý jako Circinus X-1 je umístěn 20000 světelných let od Země
v souhvězdí Circinus blízko Jižního kříže. Systém obsahuje neutronovou
hvězdu, která se nachází ve dvojici s normální hvězdou podobnou našemu Slunci.
Ačkoli Circinus X-1 byl objeven v roce 1971, mnoho vlastností tohoto systému
zůstane utajeno, protože Circinus X-1 leží v galaktické rovině, kde temný prach
a plyn neumožní studovat tento systém v mnoha vlnových délkách. P Cyg spektrální profil byl předtím detekován
v ultrafialové a optické oblasti, ale nikdy v rtg oblasti, což je učebnicový
příklad pro astronomy spoléhající se na výzkum hvězdného větru. Profil vypadá
jako obrys tobogánu s jedním opravdu velkým vrcholem a údolím ve středu na
datech sestrojených na grafu s rychlostí na jedné ose a rychlostí toku fotonů
za sekundu na druhé.
Tento průběh je pojmenován po proslulé hvězdě P Cygni, ve
které takový profil byl pozorován před asi sto lety. "Když vidíte P Cyg
profil, hned vidíte předmět při jehož pozorování se produkuje mohutný
výtok," říká Brandt.
Chandra je první rtg observatoř, která je schopna zajistit
data stačící k úspěšnému odhalení rtg P Cyg profilů. Brandt a Schulz hovoří v
tom smyslu, že jejich objev je schopen být užíván Chandrou spojitě při
vytváření rtg mapy, protože se jedná o relativně blízký objekt v naší galaxii.
P Cygni čáry v ultrafialové nebo optické oblasti nebyly před tím viděny z
Circini X-1, protože je velké množství prachu v galaktické rovině mezi Zemí a
tímto systémem a tímto prachem je schopna pohlcovat ultrafialové a optické záření.
Nicméně energetické rtg záření vytvořené v Circini X-1 mohlo lehce proniknout
skrze temný prach a plyn - podobně jako lékařské rtg záření na Zemi proniká
skrze lidská těla. "My jsme doufali, že detekujeme druh rtg emisních čar z
akreující neutronové hvězdy v soustavě Circini X-1, ale k velkému překvapení
byl pozorován komplex emisní struktury podobné profilu P Cygni ve vysoké
energii rtg záření," dodává Schulz. Toto zjištění dává jasné cíle nové
oblasti rtg astrofyziky, kde budeme schopni studovat dynamickou strukturu
vesmíru, jako v současné době vytváříme v ultrafialové a optické oblasti.
Brandt a Schulz použil dvě zařízení observatoře Chandra známé společně pod
označením High-Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) k detekci rtg
záření a produkci rtg spektra objektu Circinus X-1 s vysokým rozlišením. Toto
spektrum je obdobné duze, kterou můžeme vidět v optické oblasti. "Chandra
rtg spektrum má asi 50 krát vyšší rozlišení než předchozí rtg observatoře,"
dodává Schulz. První rozlišení rtg záření se děje skrze mřížku, která rtg
záření rozdělí do jednotlivých energetických pásem. Potom Advanced CCD Imaging
Spectrometer (ACIS) je použit pro kamerový záznam rtg spektrálních dat, které
počítače zpracovaly a vytvořily graf, který odhalil P Cygni profil. Zvláštní
prvky, jako jsou křemík a železo v rtg záření, byly objeveny na základě studia
získaných materiálů.
Před pozorováním pomocí observatoře Chandra, astronomové
věděli, že gravitace v rtg binárním systému "odtrhává" materiál z
normální hvězdy na velmi hustou neutronovou hvězdu, kolem které se vytváří
akreční disk. Podrobná Chandra data odhalila P Cygni profily v čarách spektra.
P Cygni profily nesou mnoho diagnostických informací - jakou rychlostí se šíří
hvězdný vítr, kolik materiálu obsahuje, jak je hustý a v neposlední řadě jaké
má chemické složení. "Vítr přicházející z oblasti Circini X-1 se skládá z
plynu, který obsahuje vysoce ionizované atomy křemíku, neonu, železa, hořčíku a
síry a jejich vrcholné rychlosti kolem 4.5 miliónu mil za hodinu," řekl
Brandt.