Det verkar som om astronomi erbjuder nya överraskningar för att utmana vår förståelse av universum. För varje nytt fenomen som förklaras utvecklas ett mysterium för att främja intrigerna. Ultraluminösa röntgenkällor (ULX) är inte annorlunda. De erbjuder utmaningar för kända astronomiska processer och verkar bryta mot normerna som våra teorier förutspår bör vara där. Så låt oss se på ULX: er och se hur de också bidrar till utmaningen att behärska över himlen.

Svarta hål?

Två huvudteorier finns för vad ULX kan vara: Antingen pulsars eller svarta hål. Infallande materia runt ett svart hål värms upp av friktion och gravitationskrafter när det snurrar runt det svarta hålet. Men inte allt detta material slutar att konsumeras av det svarta hålet, för att värmen får ljus att stråla ut ger tillräckligt med strålningstryck för att ta bort material från närheten av det svarta hålet innan det konsumeras. Detta orsakar en begränsning av mängden ett svart hål kan äta och kallas Eddington-gränsen. För att ULX: er ska fungera måste denna gräns överskridas, för mängden röntgenstrålar som genereras kan bara komma från massor av material som accelereras. Vad kan redogöras för detta? (Rzetelny Möjligt, Swartz)

Det kan vara att storleken på det svarta hålet är fel och därför innebär att vi har en större Eddington-gräns. Mellanliggande svarta hål, bron mellan stellar och supermassiv i termer av massa, och kan därför ha ett större område att böja gränsen. Flera studier har visat en gruppering av ULX: s ljusstyrkor som skulle matcha den kända massan av mellanliggande svarta hål. Det kan dock vara så att vi inte helt förstår mekaniken i mathålsetiketten i svart hål och att något kan tillåta de svarta hålen att uppnå den ULX-produktion som har visat sig ha. Miljöfrågor som stjärnbildande regioner kan ge ytterligare komplikationer, för vi kan inte utesluta massan av svarta hål i dessa situationer. Men mellanprodukter är fortfarande en möjlighet. Flera ULX: er inklusive NGC 1313 X-1 och NGC 5408 X-1 har upptäckts med hög vind runt sina skivor som har höga röntgenutgångar själva, ibland lika snabb som en fjärdedel av ljusets hastighet. Detta kan hjälpa forskare att förstå ULX: s ätvanor och förfina sina modeller (Rzetelny Possible, ESA, Swartz, Miller).

ULX i Whirlpool Galaxy |

ledtrådar

Vi kan lära oss mer om dem om vi kan titta igenom flera våglängder förutom röntgenstrålar. Detta är dock utmanande eftersom ULX: er är svaga i andra delar av spektrumet, särskilt optiska vågor. Dessa objekt saknar bara den vinkelupplösning vi behöver för distinkta mätningar. Men med rätt teknik och perfekta mål för att ta bort bakgrundsbuller från, blev forskare förvånade över att se spektrum av ULX: er optiskt matchade supergigantiska och lysande blå variabla stjärnor. Emissionsspektrema visade joniserat järn, syre och neon, vissa element man skulle förvänta sig att se från en ackretionsskiva. Detta antyder en binär karaktär till ULX: er, för något måste ständigt mata föremålet. Men detta är inte ovanligt, för många svarthålsdetekteringar är ett resultat av binärer, särskilt aktiva i röntgenspektrumet. Det som gör detta ovanligt är intensiteten som är alldeles för hög enligt modellering. Är det den typ av objekt som spelas som gör skillnaden? (Rzetelny "Möjligt") (Rzetelny "Strange, " Swartz)

Ytterligare forskning visade att egenskaperna hos ULX: erna jämfört med deras mindre eventuella bröder var liknande vad gäller “spektrala former, färger, tidsserier och (radiella) positioner i värdgalaxerna. Detta innebär att eftersom mindre spännande händelser kommer från flera olika källor som supernovarester och svarta hål, kan ULX också komma från ett brett spektrum av alternativ. ULX tycks också naturligt anpassa sig till ett spektrum av röntgenbelysande föremål i universum, vilket också innebär att de bara är den högsta delen av en känd process (Swartz).

Pulsarer?

Men hur är det med den pulsarmodellen? Deras magnetfält kan rikta röntgenstrålar till en hög koncentration, men räcker det? AO538-66, SMC X-1 och GRO J1744-28 verkar alla peka på ja, för deras högsta röntgenutgångar sätter dem i den nedre änden av möjliga ULX: er. Hur visste vi att de inte var de svarta hålen? Forskare upptäckte cyklotronresonansspridning som involverar kretslopp av laddade partiklar, ett fenomen som bara kan hända i ett magnetfält som svarta hål inte har. De prickade pulsarserna låg i nästan cirkulära banor med sina binära följeslagare, vilket indikerar en situation med högt vridmoment som kunde ge ytterligare energi som behövs för att sparka röntgenstrålarna som härstammar från dem så länge vid deras geometri i linje med de magnetiska fälten närvarande. Detta är inte ett troligt resultat, så något okänt för forskare driver sannolikt ULX: erna här (Rzetelny "Strange", Bachetti, Masterson, O'Niell).

Vissa ULX-filer har till och med upptäckts med utbländningsaktivitet, vilket innebär en upprepande process. Källor som NGC 4697, NGC 4636 och NGC 5128 har alla upptäckts med upprepande höga röntgenstrålar. Detta är inte heller ovanligt beteende för binära system, men att upprepade gånger göra en sådan intensitet varje par dagar är nötter. Händelsens svårighetsgrad bör slå ut allt material kring källan men processen fortsätter (Dockrill).

NGC-925 |

Något nytt?

Det kan helt enkelt vara fallet med en helt ny typ av objekt som är okänt för astronomi. NGC 925 ULX-1 och ULX-2 upptäcktes i galaxen NGC 925 (ligger 8, 5 megaparsek AWAY) av Fabio Pintore och teamet vid ISAF med hjälp av data från XMM-Newton och Chandra Space Telescope. ULX-1 kunde uppnå en högsta ljusstyrka på 40 deodecillion ergs varje sekund (det är 40 följt av 39 nollor!). Resten av spektrumet matchade inte vad ett svart hål skulle ha runt det för någon av dem, och ändå matchade de inte heller en binär situation (Nowakowski).

Håll dig uppdaterad, folkens. Svaret är säkert intressant.

Citerade verk

Bachetti, M. et al. En ultraluminös röntgenkälla Powered by An Accreting Neutron Star. arXiv: 1410.3590.

Dockrill, Peter. Astronomer säger att dessa mystiska fakkelobjekt kan vara ett helt nytt fenomen . Sciencealert.com . Science Alert, 20 oktober 2016. Webben. 20 nov 2018.

ESA. Kraftfulla vindar upptäckt från mystiska röntgenbinarier. Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 29 april 2016. Web. 19 nov 2018.

Masterson, Andrew. Neutronstjärna som trotsar alla upptäckta regler. Cosmosmagazine.com . Cosmos, 27 februari 2018. Webben. 30 nov 2018.

Miller, JM et al. En jämförelse av mellanliggande massa Black Hole kandidat ULX och Stellar-Mass Black Holes. arXiv: astro-ph / 0406656v2.

Nowakowski, Tomasz. Forskare undersöker två ultraluminösa röntgenkällor i galaxen NGC 925. Phys.org . Science X Network, 11 juli 2018. Web. 30 nov 2018.

O Neill, Ian. Tiny Yet Mighty: Neutron Stars may be Ravenous X-ray Dazzlers. Science.howstuffworks.com . Så fungerar saker 27 februari 2018. Webben. 30 nov 2018.

Rzetelny, Xaq. Möjlig identitet för mystiskt ljusa röntgenstrålande ämnen. Arstechnica.com . Conte Nast., 09 Jen. 2015. Webben. 19 nov 2018.

---. Främmande röntgenkällor skjuter joner på oss med 20 procent av ljushastigheten. Arstehcnica.com . Conte Nast., 5 maj 2016. Webben. 20 nov 2018.

Swartz, Douglas A et al. The Ultra-Luminous X-Ray Source Population from Chandra Archive of Galaxies. arXiv: astro-ph / 0405498v2.