V tem primeru ultrasvetlobnega vira rentgenskih žarkov sta dve reki vročega plina narisani na površino nevtronske zvezde. Močno magnetno polje, prikazano zeleno, lahko spremeni interakcijo snovi in ​​svetlobe blizu površine nevtronskih zvezd, kar vpliva na njihovo svetlobo. Zasluge: NASA/JPL-Caltech

Ti predmeti so 100-krat svetlejši, kot bi morali biti. opazovanje agencije nustar Rentgenski teleskop podpira možno rešitev te uganke.

Ultrasvetleči viri rentgenskih žarkov (ULX) proizvedejo približno 10-milijonkrat več energije kot Sonce in redno presegajo Eddingtonovo mejo za 100- do 500-krat. To je znanstvenike zmedlo, kako so lahko ta vesoljska telesa tako svetla. Nedavna študija, objavljena v Astrophysical Journal rabljeno NASANuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) za prvo merjenje ULX. Ugotovitve potrjujejo, da ULX res kršijo Eddingtonovo mejo, morda zaradi svojih močnih magnetnih polj. Alternativna hipoteza nakazuje, da močna magnetna polja ULX izkrivljajo atome v podolgovate oblike, kar zmanjša sposobnost fotonov, da potisnejo atome proč in na koncu poveča največjo možno svetlost predmeta.

Eksotični kozmični objekti, znani kot ultrasvetlobni viri rentgenskih žarkov, proizvajajo približno 10-milijonkrat večjo energijo od Sonca. Pravzaprav so tako svetleči, da se zdi, da presegajo fizično mejo, imenovano Eddingtonova meja, ki omejuje, kako svetel je lahko predmet glede na njegovo maso. Ultrasvetlobni viri rentgenskih žarkov (kratko ULX) to mejo rutinsko presežejo za 100- do 500-krat, zaradi česar so znanstveniki v zadregi.

V nedavni študiji, objavljeni v Astrophysical JournalRaziskovalci poročajo o prvih meritvah te vrste, opravljenih z ULX Nasin niz jedrskih spektroskopskih teleskopov (NuStar). Odkritje potrjuje, da so ti oddajniki svetlobe res tako svetli, kot se zdijo, in da presegajo Eddingtonovo mejo. Ena od hipotez nakazuje, da je ta mejna svetilnost posledica močnega magnetnega polja ULX. Toda znanstveniki lahko preizkusijo to zamisel le z opazovanjem: magnetnega polja ULX, ki je milijardekrat močnejše od najmočnejših magnetov, ki so jih kdaj izdelali na Zemlji, ni mogoče reproducirati v laboratoriju.

Ilustracija vesoljskega plovila NuSTAR z 30-čevljevim (10 m) jamborom, ki ločuje optični modul (desno) od detektorjev v goriščni ravnini (levo). Ta ločitev je bistvena za metodo, ki se uporablja za odkrivanje rentgenskih žarkov. Zasluge: NASA/JPL-Caltech

prebijanje meja

Delci svetlobe, imenovani fotoni, izvajajo majhen pritisk na predmete pred njimi. Če kozmični objekt, kot je ULX, oddaja dovolj svetlobe na kvadratni čevelj, lahko potiskanje fotonov navzven premaga notranjo privlačnost gravitacije predmeta. Ko se to zgodi, predmet doseže Eddingtonovo mejo in svetloba iz predmeta bo teoretično potisnila ves plin ali drug material, ki pada proti njemu.

To stikalo – ko svetloba prevladuje nad gravitacijo – je pomembno, ker je material, ki pade na ULX, vir njegovega sijaja. To je nekaj, kar znanstveniki pogosto vidijo v črnih luknjah: ko njihova močna gravitacija potegne vase potepuški plin in prah, se lahko ti materiali segrejejo in oddajajo svetlobo. Znanstveniki so nekoč mislili, da so ULX črne luknje, obdane s svetlimi zaboji plina. Toda leta 2014, Razkriti podatki NuSTAR da je ULX z imenom M82 X-2 pravzaprav manj masiven objekt, imenovan a nevtronska zvezda, Všeč mi je črne luknjeNevtronske zvezde nastanejo, ko zvezda umre in propade, pri čemer se zbere več kot masa našega Sonca na območju, ki ni veliko večje od srednje velikega mesta.

Ta neverjetna gostota povzroča tudi gravitacijsko silo nevtronska zvezdaPovršina Sonca je približno 100 trilijonov krat močnejša od gravitacijske sile na Zemljino površino. Plin in drugi materiali, ki jih ta gravitacija vleče vase, se premikajo s hitrostjo na milijone milj na uro in sproščajo ogromno energije, ko zadenejo površino nevtronske zvezde. (marshmallow je nevtron zadel površino zvezde Zadel ga bo z energijo tisoč vodikovih bomb.) Ta visokoenergetska rentgenska svetloba zazna NuSTAR.

Nedavna študija je ciljala na isti ULX v središču odkritja leta 2014 in ugotovila, da M82 X-2 kot kozmični parazit ukrade približno 9 milijard trilijonov ton materiala na leto od sosednje zvezde ali približno 1 1/2. 2-kratna masa Zemlje. Če poznajo količino materiala, ki zadene površino nevtronske zvezde, lahko znanstveniki ocenijo, kako svetel bi moral biti ULX, njihovi izračuni pa se ujemajo z neodvisnimi meritvami njegove svetilnosti. Delo je potrdilo, da je M82 X-2 presegel Eddingtonovo mejo.

brez iluzij

Če lahko znanstveniki potrdijo svetlost več ULX-jev, lahko odpravijo dolgoletno hipotezo, ki bi pojasnila navidezno svetlost teh objektov, ne da bi ULX-ji presegli mejo Eddington. Ta hipoteza temelji na opazovanje drugih vesoljskih objektov, predpostavlja, da močni vetrovi tvorijo votel stožec okoli svetlobnega vira, ki koncentrira večino emisije v eno smer. Če je stožec usmerjen neposredno v Zemljo, lahko ustvari vrsto optične iluzije, zaradi česar se lažno zdi, kot da ULX prestopa prag svetilnosti.

Čeprav v primeru nekaterih ULX alternativna hipoteza, ki jo podpira nova študija, kaže, da močna magnetna polja izkrivljajo približno sferične atome v podolgovate, vlaknaste oblike. To bi zmanjšalo sposobnost fotonov, da odrivajo atome, kar bi na koncu povečalo največjo možno svetlost predmeta.

“Ta opazovanja nam omogočajo, da vidimo učinke teh neverjetno močnih magnetnih polj, ki jih tukaj na Zemlji ne bi mogli nikoli reproducirati s sedanjo tehnologijo,” je dejal astrofizik na Nacionalnem inštitutu za astrofiziko Cagliari observatorij v Italiji in nedavno dejal Matteo Bachetti, glavni avtor študija. , “To je lepota astronomije. Z opazovanjem neba razširimo našo sposobnost raziskovanja, kako vesolje deluje. Po drugi strani pa ne moremo zares postaviti eksperimentov, da bi dobili hitre odgovore; Skrivnosti vesolja bomo morali počakajte na prikaz.

več o misiji

majhna raziskovalna misija, ki jo vodi Kalifornijski tehnološki inštitut (Caltech) in upravlja Nasin Laboratorij za reaktivni pogon ,jpl) v južni Kaliforniji za direktorat za znanstvene misije agencije v Washingtonu je bil NuSTAR razvit v sodelovanju z dansko tehnično univerzo in italijansko vesoljsko agencijo (ASI). Vesoljsko plovilo je izdelalo podjetje Orbital Sciences Corporation v Dullesu v Virginiji. NuSTAR’s Mission Operations Center se nahaja Univerza v Kaliforniji, Berkeleyuradni arhiv podatkov pa je v Nasinem raziskovalnem centru za znanstveno arhivsko astrofiziko visoke energije Nasin Goddard Space Flight Center, ASI zagotavlja zemeljsko postajo misije in zrcalni arhiv podatkov. Caltech upravlja JPL za Naso.