Astronomové navrhli nové vysvětlení vzniku záhadné Cygnus Bubble

Astronomové přišli s novým vysvětlením původu takzvané Cygnus Bubble, záhadného oblaku gama záření nejvyšších energií, který se táhne tisíce světelných let napříč oblohou v souhvězdí Labutě. Podle nové studie, zveřejněné 21. července v časopise The Astrophysical Journal Letters, by za jeho vznikem mohl stát mikrokvazar, nikoli oblast intenzivní tvorby hvězd Cygnus X, se kterou byla bublina dosud obvykle spojována.

Cygnus Bubble patří mezi nejvýraznější a zároveň nejhůře vysvětlitelné struktury pozorované v ultra-vysokoenergetickém gama záření. Jde o rozsáhlý útvar, jehož rozměry se počítají na tisíce světelných let, a jeho existence dlouhodobě zaměstnává astrofyziky snažící se pochopit, jaký mechanismus dokáže urychlit částice na energie potřebné k produkci takového záření.

Tradiční vysvětlení spojovalo vznik bubliny s Cygnus X, rozsáhlou oblastí formování hvězd, kde intenzivní hvězdný vítr a záření z mladých masivních hvězd mohly teoreticky poskytnout dostatek energie k urychlení částic. Tato oblast je totiž známá svou vysokou koncentrací mladých, hmotných hvězd a souvisejících jevů, jako jsou hvězdné větry a pozůstatky supernov.

Nová studie ale ukazuje, že tento model nedokáže uspokojivě vysvětlit emisi na nejvyšších pozorovaných energiích. Autoři práce proto navrhují alternativu: zdrojem záření by mohl být mikrokvazar, tedy kompaktní objekt, obvykle černá díra nebo neutronová hvězda, který přijímá hmotu od svého hvězdného průvodce a vyvrhuje relativistické výtrysky částic. Tyto výtrysky jsou podle vědců schopné urychlit částice na extrémní energie efektivněji než procesy probíhající v oblastech tvorby hvězd.

Podle autorů studie by právě tento mechanismus lépe odpovídal charakteristikám pozorovaného záření, včetně jeho prostorového rozložení a energetického spektra. Mikrokvazary jsou totiž známé svou schopností produkovat vysokoenergetické částice díky extrémním magnetickým polím a rychlosti, s jakou hmota padá do kompaktního objektu.

Nové zjištění by mohlo znamenat posun v chápání toho, jaké astrofyzikální objekty jsou schopné generovat záření s nejvyšší energií pozorovatelnou z Země. Pokud se hypotéza o mikrokvazaru potvrdí dalším pozorováním, mohlo by to naznačovat, že podobné kompaktní objekty hrají v galaxii důležitější roli jako zdroje kosmického záření nejvyšších energií, než se dosud předpokládalo.

Autoři studie zároveň upozorňují, že k definitivnímu potvrzení nové teorie bude potřeba dalších pozorování, která by umožnila přesněji zmapovat prostorové rozložení záření a identifikovat konkrétní zdroj v oblasti Cygnus Bubble. Současná pozorovací data podle nich sice podporují model s mikrokvazarem, ale nevylučují zcela ani přínos dalších procesů probíhajících v komplexní oblasti Cygnus X.

Objev znovu otevírá otázku, jak vlastně vznikají struktury s tak vysokou energií a jak velkou roli v jejich formování hrají kompaktní objekty ve srovnání s rozsáhlejšími oblastmi hvězdné tvorby. Cygnus Bubble tak zůstává jedním z klíčových objektů pro studium extrémních astrofyzikálních procesů v naší galaxii a další výzkum by měl pomoci rozklíčovat, který z navrhovaných mechanismů, případně jejich kombinace, skutečně stojí za jejím vznikem.