比太阳亮 1000 万倍的奇异天体挑战现有的物理学理论

文:莫心海

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超强X-射线源M82-X2

太空网2023年4月15日报导,天文学家在外空间发现了一种奇怪的超级发光物体,明显违反被称为爱丁顿极限的物理定律。

文学家把这些物体称为超亮 X 射线源 (ULX。Ultral-luminous X-ray Sources),它们散发的能量是太阳的 1000 万倍,打破爱丁顿极限的物理定律,该定律决定了给定尺寸的物体可以有多高的亮度。爱丁顿极限就是星体上的物质受到的向外的光压超过了这些物质受到的星体引力,这样这些物质就会被推离星体从而使星体很快解体。当然也就不可能持续发出这么强大的光了。然而,根据 NASA 的一份声明,ULX“经常超过这个限制 100 到 500 倍,这让科学家们感到困惑”。

最初天文学家认为观测到的极端亮度可能是某种视错觉。但是NASA核光谱望远镜阵列 (NuST AR, Nuclear Spectroscopic Telescope Array)新观测结果证实了一个名为 M82 X-2的 ULX 绝对是明亮的。ULX确实挑战了爱丁顿极限。

天文学家过去认为 ULX 可能是黑洞,但 M82 X-2 是一颗被称为中子星天体。中子星是太阳等恒星坍缩后遗留下来的核。中子星的密度如此之大,以至于其表面的引力是地球引力的 100万亿倍。这种强烈的引力意味着任何被拉到中子星表面的物质都会产生爆炸效应。正如美国国家航空航天局称,“一颗棉花糖掉在中子星表面上会产生一千颗氢弹的能量。”

新研究发现,M82 X-2 每年消耗大约 1.5 个地球的物质,并从邻近的恒星中吸走这些物质。当这一数量的物质撞击中子星表面时,足以产生天文学家观察到的超高亮度。

研究小组认为,这证明 M82 X-2 一定发生了一些事情,让它改变了规则并打破了爱丁顿极限。他们目前的想法是,中子星的强磁场会改变其原子的形状,从而使恒星即使变得越来越亮也能粘在一起。但是真实的原因还是个谜。

参考资料:
1.    https://www.space.com/object-10-million-times-brighter-than-sun-defies-physics
2.    https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-study-helps-explain-limit-breaking-ultra-luminous-x-ray-sources

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来源:正见网