April 27, 2024

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Das mysteriöse Objekt ist 10 Millionen Mal so hell wie die Sonne, was Wissenschaftler verblüfft

Das mysteriöse Objekt ist 10 Millionen Mal so hell wie die Sonne, was Wissenschaftler verblüfft

Auf diesem Falschfarbenbild mit sichtbarem Licht ist eine ultrahelle Röntgenquelle namens M82 X-2 in der Galaxie Messier 82 sichtbar.
NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO

  • Ultrahelle Röntgenquellen sind Objekte, die zehn Millionen Mal leuchtender sind als die Sonne.
  • Sie seien zu hell, um zu existieren, sagten Wissenschaftler, weil sie die sogenannte Eddington-Grenze überschreiten.
  • Eine neue Studie bestätigt die Helligkeit des ULX – das Geheimnis seiner Existenz bleibt jedoch ungelöst.

Wissenschaftler waren verblüfft über einen mysteriösen Himmelskörper, der so hell ist, dass die Physik vorgibt, er hätte explodieren müssen.

Die NASA verfolgt sogenannte ultrahelle Röntgenquellen, Objekte, die zehn Millionen Mal heller als die Sonne sein können, um zu verstehen, wie sie funktionieren.

Solche Objekte sind theoretisch unmöglich, weil sie die Eddington-Grenze durchbrechen, eine Regel der Astrophysik, die besagt, dass ein Objekt sehr hell sein muss, bevor es gebrochen wird.

Eine neue Studie bestätigt definitiv, dass M82 X-2, 12 Millionen Lichtjahre von ULX entfernt, so hell ist, wie die vorherige Beobachtung vermuten ließ.

Aber die Frage bleibt: Wie kann es existieren?

Leuchtende Objekte sollen Materie verdrängen

Die Bildmontage zeigt eine Ansicht der Galaxie Messier 82 im sichtbaren, linken und Röntgenlicht.
NASA/STScI/SAO

Das Prinzip hinter Arthur Eddingtons Regel ist einfach. Helligkeit in dieser Größenordnung entsteht nur durch Materie – etwa Sternenstaub aus den zerfallenden Überresten von Planeten –, die nach innen auf ein massives Objekt, etwa ein Schwarzes Loch oder einen toten Stern, fällt.

Wenn es von der starken Schwerkraft des Objekts angezogen wird, erwärmt sich das Material und strahlt Licht aus. Je mehr Materie auf das Objekt fällt, desto heller wird es. aber es gibt ein Problem.

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Ab einem bestimmten Punkt wird so viel Materie angesaugt, dass die von ihr ausgehende Strahlung die Gravitationskraft des massiven Körpers überwinden kann. Das bedeutet, dass die Strahlung der Materie irgendwann weggedrängt werden muss und aufhören muss zu fallen.

Aber wenn es nicht hineinfällt, sollte die Materie nicht radioaktiv sein, was bedeutet, dass das Objekt nicht so hell sein sollte. Daher die Eddington-Grenze.

Der M82 X-2 schafft das Unmögliche

Aufgrund der Eddington-Grenze haben sich Wissenschaftler gefragt, ob die Helligkeit des ULX tatsächlich durch die riesigen Mengen an hineinfallendem Material verursacht wird.

Eine Theorie besagt beispielsweise, dass starke kosmische Winde die gesamte Materie in einem Kegel konzentrierten. In dieser Theorie wäre der Kegel auf die Erde gerichtet, was einen Lichtstrahl erzeugen würde, der für uns heller erscheinen würde, als wenn Materie gleichmäßig um den ULX herum gestreut wäre.

Doch eine neue Studie zu M82 X-2, einem ULX, der durch einen Pulsar in der Galaxie Messier 82 verursacht wird, hat die Kegeltheorie auf Eis gelegt.

(Ein Neutronenstern ist ein extrem dichtes Objekt, das zurückbleibt, wenn einem Stern die Energie ausgeht und er stirbt.)

Die Analyse veröffentlicht in Astrophysikalisches Journal Im April wurde festgestellt, dass M82 Laut einer NASA-Erklärung.

Dies bedeutet, dass diese ULX-Helligkeit tatsächlich durch begrenzte Materialmengen verursacht wird.

Ultrastarke Magnetfelder würden Atome zur Unterwerfung zwingen

In dieser ULX-Abbildung wird heißes Gas in einen Neutronenstern gesaugt. Starke Magnetfelder, die vom Stern ausgehen, sind grün dargestellt.
NASA/JPL-Caltech

Angesichts dieser Informationen ist eine andere Erklärung zur führenden Theorie zur Erklärung von ULXs geworden. Was noch seltsamer ist.

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In dieser Theorie werden vom Neutronenstern ultrastarke Magnetfelder emittiert. Diese werden so stark sein, dass sie Materieatome, die in den Stern fallen, zerdrücken und die Form dieser Atome von einer Kugel in einen länglichen Faden verwandeln, heißt es in einer NASA-Erklärung.

In diesem Fall würde es der Strahlung dieser sausenden Atome viel schwerer fallen, die Materie wegzuschieben, was erklärt, warum so viel Materie in den Stern fallen würde, ohne sich aufzulösen.

Das Problem ist, dass wir diese Theorie auf der Erde nicht testen können. Diese theoretischen Magnetfelder müssen so stark sein, dass kein Magnet auf der Erde sie reproduzieren kann.

„Das ist das Schöne an der Astronomie. Durch die Beobachtung des Himmels erweitern wir unsere Fähigkeit, die Funktionsweise des Universums zu untersuchen. Andererseits können wir keine Experimente durchführen, um schnelle Antworten zu erhalten“, sagte Matteo Pacchetti, Studienautor und Astrophysiker mit dem Cagliari-Observatorium des National Institute of Physics. astronomisch, laut einer NASA-Erklärung.

„Wir müssen warten, bis das Universum uns seine Geheimnisse offenbart“, sagte er.