НАСА подтверждает, что нейтронная звезда в галактике M82 в 100 раз превышает предел Эддингтона

Астрономы НАСА с помощью рентгеновского телескопа NuSTAR подтвердили, что нейтронная звезда M82

Компактный объект имеет яркость примерно в 10 миллионов раз больше солнечной и превышает теоретический потолок, который должен предотвратить непрерывную аккрецию материи.

Недавние исследования показывают, что чрезвычайно интенсивные магнитные поля и высокая скорость массообмена объясняют это явление без необходимости использования оптических уловок или черных дыр промежуточной массы.

Это открытие подтверждает, что некоторые сверхяркие источники рентгеновского излучения представляют собой сильно намагниченные нейтронные звезды.

Характеристики объекта М82 Х-2

Нейтронная звезда имеет массу большую, чем солнечная, сосредоточенная в диаметре около 20 километров.

Его поверхностная гравитация в 100 триллионов раз превышает земную.

В двойную систему входит звезда-компаньон, которая теряет вещество со скоростью, эквивалентной 1,5 земной массы в год.

Предел Эддингтона нарушен

Предел Эддингтона устанавливает баланс между внешним радиационным давлением и внутренней гравитационной силой.

Выше этого уровня излучение вытеснит газ, прежде чем достигнет поверхности.

В M82 X-2 наблюдаемая светимость достигает 10³⁹ эрг в секунду, что в 100–500 раз превышает ожидаемое для типичной нейтронной звезды.

Предыдущие исследования предлагали в качестве объяснения черные дыры промежуточной массы.

Роль экстремальных магнитных полей

Магнитные поля с силой более 10¹³ гаусс проводят вещество через узкие воронки вдоль силовых линий.

Эта конфигурация уменьшает рассеяние фотонов и обеспечивает непрерывную аккрецию даже при высокой светимости.

Leia Tambem

Samsung выпускает новое обновление системы с новыми функциями для пользователей Galaxy Watch 4

Значительная скидка на Galaxy S25 Plus снижает стоимость в интернет-магазине до уровня ниже 4500 реалов.

Слух предполагает, что Nintendo готовит специальное издание Switch 2 с ремейком Ocarina of Time

Такое поведение приближает объект к классу магнетаров. Теоретические модели показывают, что аккреционный диск заканчивается вблизи радиуса, где доминируют магнитные силы.

Измерения орбиты и массообмена

Данные, собранные NuSTAR за восемь лет, показывают постепенное сокращение орбитального периода.

Сокращение происходит за счет интенсивной передачи массы и момента количества движения.

Измеренная скорость превышает классический предел аккреции Эддингтона в 150 раз. Эти наблюдения исключают гипотезы, основанные исключительно на эффектах направленного луча.

Последствия для сверхярких источников

M82 X-2 служит естественной лабораторией для экстремальных условий, недостижимых на суше.

• Тестирует взаимодействие между радиационным давлением, магнитными полями и гравитацией.
• Помогает понять эволюцию компактных бинарных систем.
• Участвует в интерпретации гравитационных волн, обнаруженных LIGO и Virgo.
• Предполагает, что многие источники ULX содержат намагниченные нейтронные звезды, а не черные дыры.

Будущее развитие системы

Орбита будет продолжать сжиматься в течение миллионов лет.

Звезда-донор будет постепенно терять массу.

В будущем пара может сформировать более компактную конфигурацию. Этот процесс меняет нынешний внешний вид сверхяркого источника рентгеновского излучения.

Контекст в галактике М82

В галактике Мессье 82 наблюдается высокая скорость звездообразования. В регионах рождения звезд сосредоточено несколько сверхярких источников.

M82 X-2 расположена далеко от центра галактики.

Окружающая среда благоприятствует двойным системам с высоким массопереносом.

Исследование, проведенное Маттео Бачетти из обсерватории Кальяри Итальянского национального института астрофизики, было опубликовано в The Astrophysical Journal и консолидирует понимание объектов, которые бросают вызов устоявшимся парадигмам в астрофизике высоких энергий.