调查NASA卫星发现的神秘光波

这张Fireworks星系（NGC 6946）的可见光图像来自Digital Sky Survey，并覆盖了NASA NuSTAR天文台的数据（蓝色和绿色）。

这张Fireworks星系（NGC 6946）影像中的亮蓝色和绿色光亮显示了NASA NuSTAR太空天文台捕捉到的非常明亮的X射线源的位置。这些X射线源是由宇宙中某些最活跃的过程产生的，与背景图像中的许多可见光源相比，很少见。一项发表在《天体物理学杂志》上的新研究为星系中心附近的绿色源突然出现提供了一些可能的解释，这些源在几周内就消失了。

NuSTAR观测的主要目的是研究超新星-一颗比我们的太阳大得多的恒星的爆炸-在右上角显示为亮的蓝绿色点。这些暴力事件可以短暂地产生足够的可见光，以使由数十亿颗恒星组成的整个星系不那么耀眼。它们还会在我们的宇宙中产生比铁重的许多化学元素。

在第一次NuSTAR观测期间，看不到银河底部附近的绿色斑点，但在10天后的第二次观测开始时，该斑点变得明亮。NASA的钱德拉X射线天文台后来观察到，这种源-被称为超发光X射线源或ULX-消失得同样快。该对象自此被命名为ULX-4，因为它是该星系中识别出的第四个ULX。X射线源未检测到可见光，这一事实很可能排除了它也是超新星的可能性。

加州帕萨迪纳市加州理工学院的博士后研究员，新研究的主要作者汉娜·恩肖（Hannah Earnshaw）说：“十天是这样一个明亮物体出现的真正短时间。”“通常，通过NuSTAR，我们会观察到随着时间的推移会出现更多的渐进变化，而且我们通常不会连续快速地多次观察到光源。在这种情况下，我们很幸运地发现了源变化非常快的情况，这非常令人兴奋。”

可能的黑洞

这项新的研究探索了光线来自黑洞的可能性，该黑洞吞噬了另一个恒星，例如恒星。如果物体离黑洞太近，重力会将该物体拉开，将碎片带入围绕黑洞的紧密轨道。这个新形成的圆盘内边缘的材料开始移动得如此之快，以至于加热到数百万度并辐射出X射线。（相比之下，太阳的表面约为10,000华氏度，或5500摄氏度。）

大多数ULX通常是长期存在的，因为它们是由稠密的物体（如黑洞）产生的，该物体在恒星上“喂食”了很长时间。短命或“瞬态”的X射线源（如ULX-4）要少得多，因此一个戏剧性事件（如黑洞迅速摧毁一颗小恒星）可能解释了这一现象。

但是，ULX-4可能不是一次性事件，该论文的作者探索了对此对象的其他潜在解释。一种可能性：ULX-4的来源可能是中子星。中子星是由密度不足以形成黑洞的恒星爆炸而形成的极致密的物体。中子星的质量与太阳差不多，但被包装成一个大城市般大小的物体，因此中子星可以像黑洞一样吸收物质并形成快速移动的碎片盘。尽管与通过黑洞产生的ULX相比，X射线的产生过程略有不同，但它们也可以产生缓慢进给的超发光X射线源。

中子星产生的磁场是如此之强，以至于它们可以产生“柱”，从而将物质引导到地面，并在此过程中产生强大的X射线。但是，如果中子星自旋特别快，那么这些磁场会形成障碍，使物质不可能到达恒星的表面。

Earnshaw表示：“这就像是试图跳到以每小时数千英里的速度旋转的旋转木马上一样。”

屏障效应会阻止恒星成为X射线的亮源，除非那些磁性屏障可能会短暂地晃动，从而使物质滑过并掉落到中子星的表面上。这可能是ULX-4突然出现和消失的另一种可能的解释。如果同一光源再次点亮，则可能支持该假设。

恩肖说：“这一结果是迈向了解物质在黑洞或中子星上积聚的罕见和极端情况的一步。”

NuSTAR是由加州理工学院（Caltech）领导并由JPL管理的美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿的科学任务委员会的小型探索者任务。NuSTAR是与丹麦技术大学和意大利航天局（ASI）合作开发的。该航天器是由位于弗吉尼亚杜勒斯的轨道科学公司制造的。NuSTAR的任务运营中心位于加利福尼亚大学伯克利分校，官方数据档案位于NASA的高能天体物理科学档案研究中心。ASI提供任务的地面站和镜像存档。加州理工学院为NASA管理JPL。

参考：Hannah P. Earnshaw，Brian W. Grefenstette，Murray Brightman，Dominic J. Walton，Didier Barret，FelixFürst，Fiona A. Harrison，Marianne Heida，Sean N.“宽带看NGC 6946的新旧ULX”。派克（Pike），丹尼尔·斯特恩（Daniel Stern）和娜塔莉·A·韦伯（Natalie A.Webb），2019年8月9日，《天体物理学杂志》。DOI：10.3847 / 1538-4357 / ab20cd