Физики озадачены загадочным космическим объектом, который в 10 миллионов раз ярче Солнца

Ученые озадачены таинственным космическим объектом, который в 10 миллионов раз ярче Солнца. Он настолько ярок, что по законам физики должен был взорваться.

• Внеземные цивилизации скоро смогут легче заметить Землю – исследование

Детали

Чтобы понять, как они работают, NASA отслеживает так называемые сверхяркие источники излучения (ULX) – объекты, которые могут быть в 10 миллионов раз ярче Солнца. Эти объекты теоретически невозможны, потому что они нарушают предел Эддингтона – правило астрофизики, определяющее критическую яркость объекта перед его распадом.

Новое исследование категорически подтверждает, что сверхяркий источник излучения M82 X-2, расположенный в 12 миллионах световых лет от нас, столь же яркий, как предполагали предыдущие наблюдения.

Принцип, лежащий в основе правила Артура Эддингтона, прост. Яркость в этом масштабе происходит только от материала, например звездная пыль из остатков распадающихся планет, падающая внутрь на массивный объект, такой как черная дыра или мертвая звезда. Когда его притягивает интенсивная гравитация объекта, материал нагревается и излучает свет. Чем больше вещества падает на объект, тем он ярче. Но здесь есть один ньюанс.

Сверхяркий источник излучения M82 X-2 показан здесь внутри галактики Мессье 82 на псевдоцветном изображении в видимом свете. Фото: NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO

В определенный момент втягивается столько материи, что излучаемая ею радиация должна превысить силу тяготения массивного объекта. Это означает, что в какой-то момент излучение от материи должно оттолкнуть ее, и она перестанет притягиваться гравитацией сверхмассивного объекта.

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

Из-за предела Эддингтона ученые поставили под сомнение, действительно ли яркость ULX была вызвана огромным количеством упавшего в него материала.

Одна из теорий состоит в том, что сильнейшие космические ветры сосредоточили все вещество в конусе. Согласно этой теории, конус был бы направлен к Земле, что создавало бы луч света, который выглядел бы намного более ярким для нас, чем если бы материал был равномерно рассеян вокруг ULX. Но новое исследование в The Astrophysical Journal опровергло эту теорию.

Вид галактики Мессье 82 в видимом свете, слева, и в рентгеновском свете. Фото: NASA/STScI/SAO

С 2014 года известно, что этот ULX вызван пульсирующей нейтронной звездой в галактике Мессье 82. Нейтронная звезда или пульсар — это сверхплотный объект, который образуется на завершающем этапе эволюции звезды, когда она исчерпывает свою энергию и погибает.

Новый анализ показал, что нейтронная звезда M82 X-2 извлекает примерно 9 миллиардов триллионов тонн материала в год из соседней звезды, примерно в 1,5 раза превышающей массу Земли. Это означает, что яркость этого ULX обусловлена ​​избыточным количеством материала.

Учитывая эту информацию, новая ведущая теория объяснения этого ULX еще более удивительна. Согласно этой теории, сверхсильные магнитные поля выходят из нейтронной звезды. Они были бы настолько сильными, что раздавливали бы падающие на звезду атомы материи, превращая форму этих атомов из сферы в вытянутую струну.

В этом случае излучению, поступающему от этих открытых атомов, было бы труднее оттолкнуть материю, объясняя, почему так много материи могло упасть на звезду, не разлетевшись.

Проблема в том, что мы никогда не сможем проверить эту теорию на Земле. Эти теоретические магнитные поля должны быть столь сильными, что ни один магнит на Земле не сможет их воспроизвести. Автор исследования астрофизик Маттео Бакетти отмечает:

Это красота астрономии. Наблюдая за небом, мы расширяем наши возможности исследовать, как устроена Вселенная. С другой стороны, мы не можем проводить эксперименты, чтобы получить быстрые ответы. Мы должны дождаться, пока Вселенная покажет нам свои тайны.

Ранее мы сообщали, что во время исследования миссиями Галилео и Кассини планет Юпитер и Сатурн было обнаружено несколько спутников, на которых, как предполагают ученые, может быть жидкая вода. Там, соответственно, может быть и жизнь.