比太陽亮 1,000 萬倍的物體,似乎違反物理學

作者 | 發布日期 2023 年 05 月 11 日 17:40 | 分類 天文 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
比太陽亮 1,000 萬倍的物體,似乎違反物理學


如果宇宙中有什麼天體亮度打破愛丁頓光度上限,科學家預計這東西會把自己炸成碎片。然而事實上,宇宙存在著亮度比太陽高千萬倍的極亮 X-射線源(ULX),最近一項新研究證實了 ULX 的亮度,但仍無法解開它們存在的謎團。

愛丁頓光度又稱愛丁頓極限(Eddington limit),是吸積天體能達到的最大光度,此時天體光子向外的推力與物體的向內引力達到流體靜力平衡狀態,一旦超過這個極限,天體就會爆炸。

然而漸漸地,天文學家發現宇宙存在一些與理論不相容的天體,比如極亮 X-射線源(ultraluminous X-ray sources,ULX),它們的亮度往往打破愛丁頓光度上限 100~500 倍,代表光子推力超越重力。

一些科學家質疑 ULX 的亮度並非真由大量物質落入其中造成,而是一股強大宇宙風將所有物質集中在一個圓錐體內,隨著錐體尖端指向地球,我們看到的光就比 ULX 周圍明亮許多。

然而最近一項利用核光譜望遠鏡陣列(NuSTAR)觀測的新研究明確證實,距離我們 1,200 萬光年的極亮 X-射線源 M82 X-2 與之前觀察結果一樣明亮,不符上述的圓錐替代理論。

根據 NASA 分析,科學家發現 M82 X-2 每年從附近恆星吸收約 90 億噸物質,約佔地球質量 1.5 倍,說明該 ULX 亮度是因吸收突破極限的材料量造成。

我們還是不知道 ULX 如何存在,科學家甚至對此提出另一個更離奇理論:中子星的超強磁場。NASA 表示,M82 X-2 是顆中子星,其磁場會擠壓落入恆星的物質,將原子形狀從球體壓成細長弦狀且更難被光子推開,最終增加物體的最大可能亮度。

目前技術還無法讓科學家在地球實驗室重現這些過程,我們只能被動等待宇宙展示更多它的秘密。

新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

(首圖來源:NASA