Излучение со светом миллионов Солнц
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 21.08.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Излучение со светом миллионов Солнц

Излучение со светом миллионов Солнц
shortstoryf

В 1980-х годах учёные обнаружили новый класс чрезвычайно ярких источников рентгеновских лучей в галактиках. Эти источники вызвали всеобщее удивление, даже стали неожиданностью, поскольку точно было установлено, что они расположены далеко от сверхмассивных чёрных дыр, располагающихся в центрах галактик. Сначала исследователи думали, что многие из этих ультраярких рентгеновских источников являются чёрными дырами, содержащими массу примерно 100-100000 Солнц. Более поздние исследования показали, что некоторые из них могут быть обычными дырами звёздной массы, то есть такими, масса которых превышает Солнце всего в несколько десятков раз.

В 2014 году наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» и NuSTAR показали, что несколько таких ультраярких источников, которые сильно излучают такое количество света в рентгеновском диапазоне, сколько испускают миллион солнц во всех длинах волн одновременно, являются ещё менее крупными объектами, называемыми нейтронными звёздами. Такими звёздами называют сгоревшие ядра крупных звёзд, которые когда-то взорвались. Нейтронные звёзды, как правило, содержат только 1.5 часть массы Солнца. Три таких ультраярких источника были идентифицированы в качестве нейтронных звёзд за последние несколько лет. Учёные обнаружили регулярные изменения или пульсации в рентгеновском излучении этих источников, что характерно как раз нейтронным звёздам, а не чёрным дырам.

Теперь исследователям с помощью «Чандры» удалось идентифицировать четвёртый ультраяркий рентгеновский источник, который является нейтронной звездой, и выявили новые доказательства того, как эти объекты могут так ярко светить. Недавно проанализированный источник рентгена расположен в галактике Водоворот (M51). Представленное здесь изображение этой галактики является сложением рентгеновских лучей от «Чандры» (фиолетовый цвет) и оптических данных от космического телескопа «Хаббл» (красный, зелёный и синий). Ультраяркие источники отмечены кружками.

Нейтронные звёзды являются чрезвычайно плотными объектами. Чайная ложка вещества такой звезды весит более миллиарда тонн, как настоящая земная гора. Интенсивное гравитационное влияние нейтронных звёзд забирает вещество от соседних звёзд, а когда оно накапливается и устремляется к нейтронной звезде, то нагревается и начинает светить рентгеновскими лучами. Когда всё больше вещества начинает падать на нейтронную звезду, в определённое время, когда давление образующегося рентгеновского света становится очень интенсивным, материя начинает отодвигаться от звезды. Астрономы называют эту точку, в которой звезда не может больше накапливать материю, а звёздный ветер сдувает всю её обратно, пределом Эддингтона. Новый результат показывает, что ультраяркие рентгеновские источники превосходят этот предел для нейтронной звезды.

Галактика Водоворот

Галактика Водоворот. Источник: X-ray: NASA/CXC/Caltech/M. Brightman et al.; Optical: NASA/STScI

Учёные проанализировали архивные данные «Чандры» по рентгеновским источникам и обнаружили необычный провал в их рентгеновских спектрах, которые обозначают интенсивность рентгеновских лучей, измеренных на различных длинах волн. После анализа и исключения неверных предположений они пришли к заключению, что провал в спектре возник от процесса, называемого циклотронным резонансом отражения, который возникает, когда заряженные частицы, или положительные протоны или отрицательные электроны, вращаются в магнитном поле. Размер провала в рентгеновском спектре, называемый линией циклотрона, подразумевает напряжённость магнитного поля, которая, по крайней мере, в 10000 раз больше той, которая связана с материей, падающей в чёрную дыру звёздной массы, но в пределах для нейтронной звезды. Это предоставляет убедительные свидетельства того, что ультраяркие рентгеновские источники исходят от нейтронной звезды, а не чёрной дыры. Это первая подобная идентификация, которая не использует обнаружение рентгеновских пульсаций.

Точное определение напряжённости магнитного поля зависит от того, известна ли причина возникновения линии циклотрона, то есть влияют здесь протоны или нейтроны. Если эта линия от протонов, то магнитные поля вокруг нейтронной звезды чрезвычайно сильны, сопоставимы с самыми сильными магнитными полями, произведёнными нейтронными звёздами, они могут помочь преодолеть предел Эддингтона. Такие сильные магнитные поля могли уменьшить давление рентгеновских лучей ультраярких рентгеновских источников. Именно эти лучи и являются давлением, которое отодвигает материю, как следствие — звезда становится способной поглощать больше вещества, чем ожидается.

Если наблюдается линия циклотрона от электронов, то напряжённость магнитного поля вокруг нейтронной звезды была бы примерно в 10000 раз менее сильной. Таким образом, она не обладала бы достаточной силой, чтобы преодолеть предел Эддингтона.

У исследователей в настоящее время нет спектра нового ультраяркого рентгеновского источника с достаточным качеством, чтобы определить происхождение линии циклотрона. Чтобы ещё больше приоткрыть эту тайну, учёные планируют получить ещё больше рентгеновских данных по источникам в галактике Водоворот и уже по ним искать линии циклотрона.

Статья, описывающая это исследование была опубликована в недавнем номере Nature Astronomy.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google