Artistieke impressie van een ultralichtsterke röntgenbron. In groen de magnetische veldlijnen. Credit: NASA/JPL-Caltech
Ze worden Ultra-luminous X-ray sources (ULX’s) genoemd, zeg maar ultra-lichtsterke röntgenbronnen. Zoals hun naam al zegt stralen ze röntgenstraling uit en niet zo’n beetje ook. Het zijn zwarte gaten of neutronensterren, waar een stellaire compagnon vlakbij staat en als er dan vanaf die compagnon materie vloeit naar het extreem compacte object, dan kan die materie in de accretieschijf tot enorme temperaturen worden verhit en dan kunnen er uitbarstingen van röntgenstraling plaatsvinden. In het actieve sterrenstelsel M82 (Grote Beer) zijn twee van die ULX’s te vinden, M82 X1 en M82 X2, mogelijk dat ons eigen Melkwegstelsel er ook eentje heeft, da’s de microquasar SS 433. Recent is onderzoek gedaan met NASA’s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), een röntgen-ruimtetelescoop, aan M82 X2 en dat onderzoek was bedoeld om te kijken hoe helder ULX’s wel niet kunnen worden. Dat blijkt héél helder te zijn, zo helder zelfs dat ze de zogeheten Eddingtonlichtkracht of -limiet vele malen kunnen overschrijden.
In het roze gebied M82 X2 en rechts ervan X1. Credit: NASA/JPL-Caltech/SAO High energy X-rays (pink): NuStar Low energy X-rays (blue): Chandra X-ray Observatory –
Die limiet is vernoemd naar de Britse sterrenkundige Arthur Stanley Eddington en het geeft de maximale lichtkracht die een gas in hydrostatisch evenwicht kan hebben. Wanneer een object een lichtkracht heeft die groter is dan deze waarde, krijgt stralingsdruk de overhand over de gasdruk en wordt de ster (of welk object het ook is) uit elkaar geblazen. Uit het onderzoek komt naar voren dat de ULX’s zoals M82 X2 wel 100 tot 500 keer meer licht kunnen uitzenden als de Eddington limiet. In het specifieke geval van M82 X2 blijkt de neutronenster van z’n partner per jaar 900 miljard x biljoen ton aan materie te ontvangen, da’s pakweg anderhalf keer de massa van de aarde. Als één marshmellow op het oppervlak van een neutronenster valt levert dat door de extreme zwaartekracht als een energie op die gelijk is aan een paar duizend waterstofbommen, laat staan als er de genoemde hoeveelheid op valt.
Impressie van de NuSTAR. credit:NASA/JPL-Caltech
Er is een theorie die de overschrijding van de Eddington limiet van ULX’s toeschrijft aan sterke winden, die er voor zorgen dat de straling van de neutronenster (of zwart gat) in één nauwe band de ruimte in verdwijnt en als die band dan precies op de aarde is gericht dan levert dat hier de indruk op dat de Eddwington limiet wordt overschreden, hetgeen dan feitelijk niet waar is. Maar die hypothese kan volgens de onderzoekers van M82 X2 de prullenbak in. Zij denken daarentegen dat sterke magnetische velden de overschrijding kunnen veroorzaken. Door die winden kunnen fotonen minder gemakkelijk atomen wegduwen en dat kan de lichtsterkte van de neutronenster sterk vergroten.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Matteo Bachetti et al, Orbital Decay in M82 X-2, The Astrophysical Journal (2022).
Bron: JPL/NASA.
Speak Your Mind