Neutron Star Powers Ultraluminous X-ray

Ukázalo se, že neutronové hvězdy - ne masivní černé díry - napájejí alespoň některé ultrafialové rentgenové zdroje.

Obrázek galaxie Whirlpool (M51) v rentgenových paprsech (fialová) a viditelném světle (červené, zelené a modré). Kruh označuje ultrafialový zdroj rentgenového záření (ULX).
NASA / CXC / Caltech / M. Brightman et al .; Optické: NASA / STScI

Když astronomové poprvé objevili tzv. Ultrafialové rentgenové (ULX) zdroje v 80. letech 20. století zdroje miliónkrát jasnější než Slunce, nevěděli, co tyto objekty jsou. Hvězdná černá díra nemohla krmit dost, aby produkovala tolik rentgenových paprsků, aniž by rozdělila svůj potravinový zdroj. Černé díry střední hmotnosti s hmotností stovek či tisíců Slunce mohly vysvětlit záření, ale jejich existence byla (a je) stále ještě neprokázaná.

Ale nové vysvětlení jde dál. Pulsace pozorované rentgenovými observatořemi NuSTAR, Chandra a XMM-Newton poskytly důkazy, že alespoň některé ULX nejsou poháněny černými děrami, ale neutronovými hvězdami. Nedávno nový druh měření přidal čtvrtý objekt do seznamu neutronových hvězd ULX.

Murray Brightman (Caltech) a jeho kolegové změřili spektrum pro ULX ve Whirlpool Galaxy. Našli pokles v jasu při 4 500 elektronových voltech (0, 3 nanometru), což odpovídá fenoménu zvanému rozptyl cyklotronové rezonance, když nabité částice závodily v kruzích uvnitř vychylovaného záření magnetického pole. Tato vlastnost byla viděna pouze u neutronových hvězd, nikdy v černých dírách.

Zdroj energie neutronové hvězdy je ale stále hádankou. Pokud jsou dotyčné nabité částice těžšími protony, pak by pole mohlo být 100 bilionů Gauss - bilionkrát silnější než váš obvyklý magnet lednice. Magnetické pole by mohlo být dostatečně silné, aby pohánilo paprsek částic a záření, a produkovalo takovou sílu, jakou vidíme při rentgenových pozorováních. Pokud by se ale místo toho jednalo o lehčí elektrony, pole by bylo 1000krát slabší a vědci by se museli vrátit k rýsovací desce.

Vědci plánují další pozorování ULX v M51, jakož i dalších ULX, aby vyřešili otázku magnetického pole a zdroje energie ULX.

„Objev, že tyto velmi jasné objekty, dlouho považované za černé díry s hmotností až 1000krát větší než sluneční, jsou poháněny mnohem méně hmotnými neutronovými hvězdami, byl velkým vědeckým překvapením, “ říká spoluautorka Fiona Harrison (Caltech). "Teď bychom vlastně mohli mít pevné fyzické vodítka, jak mohou být tyto malé objekty tak mocné."