Un studiu de la NASA dezvăluie sursa razelor X ultra-luminoase

Obiectele cosmice exotice cunoscute sub numele de surse ultra-luminoase de raze X produc de aproximativ 10 milioane de ori mai multă energie decât Soarele.

De fapt, sunt atât de radiante încât par să depășească o limită fizică numită limita Eddington, care limitează cât de luminos poate fi un obiect în funcție de masa sa. Sursele ultra-luminoase de raze X (ULX) depășesc în mod regulat această limită de 100 până la 500 de ori, lăsând oamenii de știință nedumeriți.

• Musca digitală. Cât de aproape suntem de simularea unui creier?
• Este adevărat că un microbiom cât mai divers ne ferește de boli?

Într-un studiu publicat în The Astrophysical Journal, cercetătorii raportează o măsurătoare, prima de acest fel, a unei ULX realizată cu ajutorul Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) al NASA.

Descoperirea confirmă faptul că acești emițători de lumină sunt într-adevăr atât de strălucitori pe cât par și că depășesc limita Eddington.

O ipoteză sugerează că această strălucire care sparge limita se datorează câmpurilor magnetice puternice ale ULX-urilor. Dar oamenii de știință pot testa această idee doar prin observații: De până la miliarde de ori mai puternice decât cei mai puternici magneți construiți vreodată pe Pământ, câmpurile magnetice ale ULX nu pot fi reproduse în laborator.

Particulele de lumină, numite fotoni, exercită o mică împingere asupra obiectelor pe care le întâlnesc.

Sursele ultra-luminoase de raze X produc de 10 milioane de ori mai multă energie decât Soarele

Dacă un obiect cosmic precum un ULX emite suficientă lumină pe metru pătrat, împingerea fotonilor spre exterior poate copleși atracția gravitațională a obiectului spre interior. Atunci când se întâmplă acest lucru, un obiect a atins limita Eddington, iar lumina de la obiect va împinge, teoretic, orice gaz sau alt material care cade spre el, scrie Phys.org.

Această schimbare – când lumina copleșește gravitația – este semnificativă, deoarece materialul care cade pe un ULX este sursa luminozității sale. Acest lucru este ceva ce oamenii de știință observă frecvent în găurile negre: Atunci când gravitația puternică a acestora atrage gaze și praf, aceste materiale se încălzesc și radiază lumină. Oamenii de știință obișnuiau să creadă că ULX-urile trebuie să fie găuri negre înconjurate de cufere luminoase de gaz.

Dar în 2014, datele NuSTAR au dezvăluit că o ULX cu numele de M82 X-2 este de fapt un obiect mai puțin masiv numit stea neutronică. La fel ca găurile negre, stelele neutronice se formează atunci când o stea moare și se prăbușește, împachetând mai mult decât masa soarelui nostru într-o zonă nu mult mai mare decât un oraș de dimensiuni medii.

Această densitate incredibilă creează, de asemenea, o atracție gravitațională la suprafața stelei neutronice de aproximativ 100 de trilioane de ori mai puternică decât atracția gravitațională de la suprafața Pământului.

Lumina copleșește gravitația

Gazele și alte materiale antrenate de această gravitație accelerează cu milioane de kilometri pe oră, eliberând o energie extraordinară atunci când ating suprafața stelei neutronice. Acest lucru produce lumina cu raze X de înaltă energie pe care o detectează NuSTAR.

Studiul recent a vizat același ULX aflat în centrul descoperirii din 2014 și a constatat că, asemenea unui parazit cosmic, M82 X-2 fură aproximativ 9 miliarde de trilioane de tone de material pe an de la o stea vecină, adică de aproximativ 1,5 ori mai mult decât masa Pământului. Cunoscând cantitatea de material care lovește suprafața stelei neutronice, oamenii de știință pot estima cât de strălucitoare ar trebui să fie ULX, iar calculele lor se potrivesc cu măsurătorile independente ale luminozității sale. Lucrarea a confirmat că M82 X-2 depășește limita Eddington.

Dacă oamenii de știință pot confirma luminozitatea mai multor ULX-uri, ar putea pune capăt unei ipoteze persistente care ar explica luminozitatea aparentă a acestor obiecte fără ca ULX-urile să depășească limita Eddington. Această ipoteză, bazată pe observații ale altor obiecte cosmice, presupune că vânturile puternice formează un con gol în jurul sursei de lumină, concentrând cea mai mare parte a emisiei într-o singură direcție.

Dacă ar fi îndreptat direct spre Pământ, conul ar putea crea un fel de iluzie optică, făcând să pară în mod fals că ULX-ul depășește limita de luminozitate.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Telescoapele spațiale chinezești au măsurat cea mai strălucitoare explozie de raze gamma detectată vreodată

O animație halucinantă dezvăluie cum ar arăta Universul dacă am putea vedea razele gamma

Roverul Curiosity a fotografiat, în premieră, razele Soarelui care trec prin norii de pe Marte

Exploziile de raze gamma scot la iveală indicii despre evoluția Universului