M82 X-2 är en röntgenkälla därute som trotsar den fysiska lag som kallas Eddington-gränsen

 

Något därute i yttre rymden bryter mot lagen – fysikens lagar.

Astronomer kallar det ultraluminösa röntgenkällor (ULX) som utstrålar cirka 10 miljoner gånger mer energi än solen. Denna stora mängd energi bryter mot en fysisk lag som kallas Eddington-gränsen, vilken är gränsen för hur ljust något i en viss storlek kan vara. Om något bryter  Eddington-gränsen förväntar sig forskare att det sprängs i bitar. Denna  ULX "överskrider dock regelbundet denna gräns med 100 till 500 gånger och exploderar likväl inte vilket förbryllar fysiker", enligt ett uttalande  från NASA. 

Nya observationer publicerades nyligen  i The Astrophysical Journal från NASA: s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), där man ser på universum i röntgenstrålningsfältets högenergifält. Härifrån bekräftades att en ULX, kallad M82 X-2, definitivt är så ljus att den borde explodera.

Tidigare teorier föreslog att den extrema ljusstyrkan som upptäckts därifrån kan vara någon form av optisk illusion, men den nya studien visar att så inte är fallet - denna ULX trotsar därmed  Eddington-gränsen utan att explodera.

Kan Eddington-gränsen vara felkonstruerad?

Astronomer trodde tidigare att ULX kunde vara svarta hål. Men M82 X-2 är en bevisad  neutronstjärna. 

Neutronstjärnor är kärnor efter stjärnor. Vår sol blir en gång en sådan. En neutronstjärna är så tät att tyngdkraften på dess yta är cirka 100 miljarder gånger starkare än på jorden. Denna intensiva gravitation innebär att allt material som dras ner till neutronstjärnors yta kommer att ha en explosiv effekt. En marshmallow som släpps på ytan av en neutronstjärna skulle ge energi som från tusen vätebomber, enligt NASA.

Den nya studien visade att M82 X-2 drar åt sig cirka 1,5 gånger jordens material varje år från en närliggande stjärna. När denna mängd materia träffar neutronstjärnans yta produceras den otroliga ljusstyrkan.

Forskargruppen anser att detta är bevis på att något måste hända med M82 X-2 som förändrar de fysikregler vi anser är riktiga och bryter Eddington-gränsen (men kan det inte vara så att Eddington-gränsen inte stämmer fysiken behöver omtolkas).

Nuvarande teori är att neutronstjärnans intensiva magnetfält förändrar formen på neutronstjärnans atomer vilket gör att stjärnan kan hålla ihop även när den blir ljusare och ljusare utan att explodera.

Observationer låter oss se effekterna av dessa otroligt starka magnetfält. Magnetfält som vi aldrig kan reproducera på jorden med nuvarande teknik beskriver den som ledde studien  Matteo Bachetti astrofysiker vid Cagliari Astronomical Observatory i Italien det i studien.

Bild En illustration av en neutronstjärna - en ultralysande röntgenkälla - som snurrar runt som tendrils av magnetfält piskar genom rymden. (Bildkredit: NASA / JPL-Caltech)

3 okända röntgenkällor i spiralgalax NGC 891.

 

Astronomer vid University of Chicago och Fordham University har genomfört en längre övervakning av tre ultraluminösa röntgenkällor (ULX) belägna i spiralgalaxen NGC 891. NGC 891 är en spiralgalax cirka 30 miljoner ljusår bort från oss i riktning mot stjärnbilden Andromeda (inte att förväxla med Andromedagalaxen). Resultatet av forskningen presenterades i en artikel publicerad den 22 december på arXiv.org. Studien ger insikter om egenskaperna hos dessa källor och kan hjälpa oss att bättre förstå denna galax natur.

ULX är mycket kraftigt röntgenstrålande astronomiska objekt vilka inte kan tolkas som aktiva galaxkärnor (svarta hål).. Dess luminositet överskrider 1032 W (1039 erg/s), om man antar att den strålar isotropt. Galaxer som innehåller ULX har som regel bara en sådan men det finns några få galaxer som har många ULX. Vintergatan har däremot ingen alls.

De är punktkällor i universum så ljusa i röntgenstrålfältet att var och en avger mer strålning än 1 miljon solar tillsammans avger vid alla våglängder. Källorna strålar svagare  än aktiva galaktiska atomkärnor (AGN), men mer än någon känd stjärnaktivitet. Även om det tidigare gjorts många studier av ULX;s är den grundläggande karaktären av dessa källor fortfarande av okänt slag.

Långsiktig övervakning över ett brett spektrum av spektralmodeller krävs för att fullt ut bestämma och förstå dessas natur. Teamet som nu arbetat med att försöka förstå mer av fenomenet är astronomer under ledning  av Nicholas M. Earley. De har analyserat data som samlats in mellan 2000 till 2017 med hjälp av NASA: s Chandra X-ray Observatory och ESA: s XMM-Newton rymdsond. Genom att analysera data som samlats in fokuserade de sedan på observationerna från NGC 891.

 Studien visar att ULX-1 i en viss spektralutveckling från denna källa mellan 2003 till 2016 och dess ljuskurva uppvisar en eventuellt liten minskning av flödet över tid särskilt mellan 2000 till 2003. Den långsiktiga stabiliteten i ljuskurvan tyder dock på att källan inte variabelt förändras mycket över tid. Luminositeten hos ULX-1 mättes till ca 8,4 duodecillion erg/s, medan dess kolonntäthet uppskattades till cirka 8 sextillion cm-2.

 

ULX-2 har ett anmärkningsvärt konstant flöde som verkar vara mellan 20 och 50 procent högre än FÖR ULX-1, vilket förväntades. Källan har en kolonntäthet på cirka 0,2 sextillion cm−2. med viss variation. Detta värde är lägre än det som finns för ULX-1 med en faktor av några få och visar sig vara lägre än någon av de kolumntätheter som beräknats för de andra av de kända ULX.

 

ULX-3 är den svagaste av de tre studerade källorna med en luminositet på en nivå av 2 duodecillion erg/s, vilket placerar den i det lägre luminositetsområdet för detekterad ULX. Den härledda kolonntätheten visade sig vara cirka 2 sextillion cm-2. Forskningen visade att flödes- och kolumntätheten runt denna källa visar sig minska med faktor sju från november 2016 till januari 2017. Astronomerna tillade att ULX-3 vid denna tidpunkt inte längre kvalificerar sig som "ultraluminous" eftersom dess lägre luminositetsvärde är mer förenligt med andra höga energikällor exempelvis röntgenbinärer.

En forskning som bör fortsätta med syftet att undersöka dess styrka och förändring över än längre tid. Men vad som orsakar dessa röntgenkällor vet man mindre om så mer analys och undersökning behövs innan vi vet vad vi ser och varför (min anm.). Jag tippar att det handlar om ett svart hål som har någon närkontakt med en eller fler neutronstjärnor eller något eller några svarta hål av mindre slag eller både ock.

Se medföljande länk som är en film från youtube där det pedagogiskt förklaras och visas mer om denna galax utstrålning. https://www.youtube.com/watch?v=NT_r4KV5jug

Bild från vikipedia på galaxen NGC 891. Bilden ska enligt information ha tagits med en amatörutrustning.