Команда астрономов из Калифорнийского технологического института объяснила происхождение ультрамощного рентгеновского источника (ULX) в галактике Водоворот. Согласно выводам ученых, необычный объект является нейтронной звездой, которая потребляет необычайно большое количество материи и испускает мощное рентгеновское излучение. Статья исследователей опубликована в журнале Nature Astronomy.
ULX, открытые в 70-х годах прошлого века, отличаются от всех других источников рентгеновского излучения колоссальной светимостью. Природа этих объектов до конца неясна, однако астрономы полагают, что они могут быть сверхмассивными черными дырами. Падающая на горизонт событий материя достигает околосветовых скоростей и начинает излучать свет. Однако регистрация у некоторых ULX когерентной пульсации, которую не способны производить черные дыры, показала, что, по крайней мере, часть ультрамощных рентгеновских источников представлена нейтронными звездами.
Исследователи проанализировали спектральные данные, полученные космическим телескопом Chandra X-ray Observatory при наблюдении объекта ULX8. Он предположительно является нейтронной звездой и расположен в галактике Водоворот (М51), удаленной от Земли на 28 миллионов световых лет. Астрономам удалось выяснить, почему данный ультрамощный рентгеновский источник способен производить столько излучения, ведь для нейтронных звезд существует ограничение, называемое пределом Эддингтона.
Предел Эддингтона не позволяет нейтронным звездам потреблять большое количество вещества, необходимое для того, чтобы превратиться в ULX8. Интенсивное рентгеновское излучение начинает отталкивать падающую на звезду материю. Однако ULX8 и другие подобные объекты каким-то образом преодолевают этот барьер.
Ученые выяснили, что в рентгеновском спектре ULX8 имеется линия поглощения, указывающая на снижение интенсивности излучения с энергией 4,5 килоэлектронвольт (кэВ). Причиной этого является циклотронное резонансное рассеяние, возникающее при круговом движении заряженных частиц в магнитном поле. Если частицы являются циркулирующими протонами, а не электронами, то, по расчетам, магнитное поле вокруг ULX8 достаточно сильно, чтобы разорвать предел Эддингтона. Для прояснения природы частиц астрономы планируют провести новые исследования.