L’observatoire spatial NuSTAR de la NASA a confirmé que sources de rayons X ultralumineuses (ULX) les rayons cosmiques sont aussi brillants qu’ils apparaissent et dépassent la limite d’Eddington.
C’est le point auquel le luminosité émise par une étoile ou une galaxie active il est si extrême qu’il commence à repousser les couches externes de l’objet. Ces sources de rayons X dépassent régulièrement cette limite, qui limite la luminosité d’un objet en fonction de sa masse, de 100 à 500 fois, laissant les scientifiques perplexes.
La recherche, publiée dans The Astrophysical Journal, suggère que cette lueur révolutionnaire est due aux champs magnétiques puissants de l’ULX. Mais les scientifiques ne peuvent tester cette idée que à travers des observations: Jusqu’à des milliards de fois plus puissants que les aimants les plus puissants jamais fabriqués sur Terre, Les champs magnétiques ULX ne peuvent pas être reproduits en laboratoire.
Limite d’Eddington
Les particules de lumière, appelées photons, exercent une petit coup de pouce sur les objets qu’ils trouvent. Si un objet cosmique comme un ULX émet suffisamment de lumière, l’attraction extérieure des photons peut surmonter l’attraction intérieure de la gravité de l’objet. Lorsque cela se produit, un objet a Limite d’Eddington atteinte et, en théorie, la lumière de l’objet il poussera tout gaz ou autre matériau qui tombe vers lui.
Ce changement, lorsque la lumière surmonte la gravité, est significatif, car le matériau tombant sur un ULX est la source de sa lueur. C’est quelque chose que les scientifiques souvent vu dans les trous noirs: Lorsque les gaz et la poussière parasites sont attirés par leur forte gravité, ces matériaux peuvent chauffer et émettre de la lumière. Les scientifiques pensaient que les ULX ce doivent être des trous noirs entourés de cercueils de gaz incandescents.
Mais en 2014, les données de NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) a révélé qu’un ULX portant le nom de M82 X-2 est en fait un objet moins massif appelé étoile à neutrons. Comme les trous noirs, les étoiles à neutrons se forment lorsqu’une étoile meurt et s’effondre, emballant plus que la masse de notre Soleil dans une zone pas beaucoup plus grande qu’une ville de taille moyenne.
Ce une densité incroyable crée également une attraction gravitationnelle à la surface de l’étoile à neutrons environ 100 billions de fois plus forte que l’attraction gravitationnelle à la surface de la Terre. Le gaz et les autres matériaux entraînés par cette gravité accélérer à des millions de miles par heure, libérant une énergie énorme lorsqu’ils frappent la surface de l’étoile à neutrons. (Une guimauve tombant à la surface d’une étoile à neutrons la frapperait avec l’énergie d’un millier de bombes à hydrogène.) Cela produit la lumière à rayons X à haute énergie que NuSTAR détecte.
L’étude récente visait le même ULX au cœur de la découverte de 2014 et a révélé que, comme un parasite cosmique, M82 X-2 vole autour de 9 billions de milliards de tonnes de matériaux par an d’une étoile voisine, soit environ une fois et demie la masse de la Terre. Connaissant la quantité de matière qui frappe la surface de l’étoile à neutrons, les scientifiques peuvent estimer la luminosité de l’ULX, et leurs calculs correspondent à des mesures indépendantes de sa luminosité. Les travaux ont confirmé que M82 X-2 dépasse la limite d’Eddington, rapporte la NASA.
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Si les scientifiques peut confirmer la luminosité de plus d’ULX, peut confirmer une hypothèse persistante qui expliquerait la luminosité apparente de ces objets sans que l’ULX ne doive dépasser la limite d’Eddington. Cette hypothèse, basée sur des observations d’autres objets cosmiques, postule que les vents forts forment un cône creux autour de la source lumineuse, concentrant la majeure partie de l’émission dans une direction. S’il est pointé directement vers la Terre, le cône pourrait créer une sorte d’illusion d’optique, donnant faussement l’impression que l’ULX dépasse la limite de luminosité.
Même si c’est le cas pour certains ULX, une hypothèse alternative soutenue par la nouvelle étude suggère que les champs magnétiques puissants déforment les atomes grossièrement sphériques en formes allongées et fibreuses. Cela réduirait la capacité des photons à repousser les atomes et augmenterait finalement la luminosité maximale possible d’un objet.
