NASA の天文学者は、NuSTAR X 線望遠鏡を使用して、中性子星 M82 が存在することを確認しました。
このコンパクトな天体は太陽の約1,000万倍の明るさを持ち、物質の継続的な降着を防ぐはずの理論上の上限を超えています。
最近の研究では、非常に強力な磁場と高い物質移動速度が、光学的トリックや中間質量ブラック ホールを必要とせずにこの現象を説明できることが実証されています。
この発見は、一部の超高輝度 X 線源が高度に磁化された中性子星であることを裏付けています。
M82 X-2 オブジェクトの特徴
中性子星は太陽よりも大きな質量を持ち、直径約20キロメートルに集中しています。
その表面重力は地球の100兆倍に達します。
この連星系には、1 年あたり地球質量 1.5 個に相当する速度で物質を失う伴星が含まれています。
エディントン制限違反
エディントン限界は、外部放射圧力と内部重力の間のバランスを確立します。
このレベルを超えると、放射線が地表に到達する前にガスを排出します。
M82 X-2 では、観測された光度は毎秒 1039 erg に達し、これは典型的な中性子星で予想される値よりも 100 ～ 500 倍大きい値です。
以前の研究では、中質量ブラックホールが説明として示唆されていました。
極度の磁場の役割
10¹3 ガウスを超える磁場は、力線に沿って狭い漏斗を通して物質を運びます。
この構成により、光子の散乱が減少し、高光度でも継続的な降着が可能になります。
この動作により、物体はマグネターのクラスに近づきます。理論モデルは、降着円盤が磁力が支配的な半径付近で終わることを示しています。
軌道および物質移動の測定
NuSTARが8年間にわたって収集したデータから、軌道周期が徐々に短縮していることが明らかになった。
この減少は、質量と角運動量の激しい移動によって起こります。
測定された速度は、降着の古典的なエディントン限界を 150 倍超えています。これらの観察により、指向性ビーム効果のみに基づく仮説が排除されます。
超高輝度光源への影響
M82 X-2 は、陸上では達成できない極限状態の自然実験室として機能します。
- 放射圧、磁場、重力の間の相互作用をテストします
- コンパクトなバイナリシステムの進化の理解を助ける
- LIGOとVirgoが検出した重力波の解釈に貢献
- 多くのULX源にはブラックホールではなく磁化された中性子星が存在することを示唆している
今後のシステムの進化
軌道は何百万年にもわたって縮小し続けます。
ドナー星は徐々に質量を失います。
将来的には、このペアはよりコンパクトな構成になる可能性があります。このプロセスにより、超高輝度 X 線源の現在の外観が変化します。
銀河 M82 の状況
メシエ 82 銀河は星の形成率が高い。星の誕生領域には、いくつかの超明るい光源が集中しています。
M82 X-2は銀河中心から遠く離れたところに位置しています。
環境は物質移動の多い二元系に有利です。
イタリア国立天体物理学研究所カリアリ天文台のマッテオ・バケッティ氏が主導したこの研究は、『天体物理学ジャーナル』に掲載され、高エネルギー天体物理学の確立されたパラダイムに挑戦する天体についての理解を強化した。
