Таинственный объект в 10 миллионов раз ярче Солнца бросает вызов современным теориям

0 477

Астрономы оказались сбиты с толку таинственным небесным объектом, настолько ярким, что, согласно физике, он должен был взорваться.

Ученые отслеживают так называемые ультра-яркие источники рентгеновского излучения (ULX), объекты, которые могут быть в 10 миллионов раз ярче Солнца, чтобы понять их природу.

Теоретически эти объекты невозможны, потому что они нарушают предел Эддингтона, правило астрофизики, которое диктует, что объект может быть настолько ярким только до того момента, как он распадется на части.

Новое исследование однозначно подтверждает, что объект M82 X-2 — ULX, удаленный от нас на 12 миллионов световых лет, такой же яркий, как предполагалось в предыдущем наблюдении.

Объекты, которые светятся, должны отталкивать материю

Принцип, лежащий в основе правила Эддингтона, прост. Яркость по этой шкале исходит только от материала — например, космической пыли, которая падает внутрь массивного объекта, такого как черная дыра или нейтронная звезда.

Под действием сильной гравитации объекта материал нагревается и излучает свет. Чем больше материала падает на объект, тем ярче он светится. Но есть одна загвоздка.

В какой-то момент времени внутрь втягивается столько материи, что испускаемое ею излучение должно быть в состоянии сокрушить силу гравитации массивного объекта. Значит, в какой-то момент излучение материи должно ее оттолкнуть, и она перестанет падать внутрь.

Но если она не падает, материя не должна излучать, а значит, объект не должен быть таким ярким. Отсюда получается предел Эддингтона.

M82 X-2 делает невозможное

вид галактики Мессье 82 в видимом свете (слева) и в рентгеновском свете
Фотомонтаж показывает вид галактики Мессье 82 в видимом свете (слева) и в рентгеновском свете. © НАСА/STScI/САО

Из-за предела Эддингтона ученые задались вопросом, действительно ли яркость ULX была вызвана огромным количеством материала, падающего в него.

Одна из теорий, например, состоит в том, что сильные космические ветры собрали весь материал в конус. В этой теории конус был бы направлен на Землю, что создало бы луч света, который выглядел бы для нас намного ярче, чем если бы материал был равномерно рассеян вокруг ULX.

Но новое исследование, посвященное M82 X-2, ULX, вызванному пульсирующей нейтронной звездой в галактике Мессье 82, положило конец теории конуса.

Анализ, опубликованный в Astrophysical Journal, показал, что M82 X-2 притягивает около 9 миллиардов триллионов тонн материала в год от соседней звезды, что примерно в 1,5 раза превышает массу Земли.

Это означает, что яркость этого ULX вызвана невероятным количеством материала.

Сверхсильные магнитные поля могут заставить атомы измениться

Учитывая эту информацию, другое объяснение стало ведущей теорией для объяснения ULX. И это объяснение еще более странно.

На этой иллюстрации ULX горячий газ притягивается к нейтронной звезде. Сильные магнитные поля, исходящие от звезды, показаны зеленым цветом.
На этой иллюстрации ULX горячий газ притягивается к нейтронной звезде. Сильные магнитные поля, исходящие от звезды, показаны зеленым цветом.

В новой теории сверхсильные магнитные поля выбрасываются из нейтронной звезды. Они настолько сильны, что будут раздавливать атомы материи, падающие в звезду, превращая форму этих атомов из сферы в вытянутую струну.

В этом случае излучению, исходящему от этих сжатых атомов, будет труднее отталкивать материю, что объясняет, почему так много материи может попасть в звезду, не распадаясь на части.

Проблема в том, что ученые не смогут проверить эту теорию на Земле. Эти теоретические магнитные поля должны быть настолько сильными, чтобы ни один магнит на Земле не может их воспроизвести.

«В этом прелесть астрономии. Наблюдая за небом, мы расширяем наши возможности для изучения того, как устроена Вселенная. С другой стороны, мы не можем ставить эксперименты, чтобы получить быстрые ответы», — Маттео Бачетти, автор исследования и астрофизик из обсерватория Кальяри Национального института астрофизики Италии.

«Мы должны ждать, пока Вселенная откроет нам свои секреты», — сказал он.

Источник Astronomical Journal
Дополнительные материалы:
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии