Tijdens het bestuderen van archiefgegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory, de onderzoekers zagen een mysterieuze dip in het ULX-lichtspectrum. Toen ze het onderzochten, ze afgeleid dat het moet zijn veroorzaakt door cyclotron resonantie verstrooiing, een fenomeen dat optreedt in sterk magnetische omgevingen en wordt veroorzaakt door geladen deeltjes, zoals elektronen en protonen, spiraalsgewijs rond het magnetische veld.

Hier is de kicker:zwarte gaten hebben geen magnetische velden, overwegende dat neutronensterren bekend staan ​​als magnetische krachtpatsers, dus het feit dat het spectrum van deze ULX de vingerafdruk heeft van cyclotronresonantieverstrooiing is een grote aanwijzing dat een zwart gat het niet aandrijft, maar een neutronenster is .

Ravenous Neutronensterren

Neutronensterren zijn superdichte stellaire overblijfselen die achterblijven nadat een ster geen brandstof meer heeft en explodeert als een supernova. Samengesteld uit gedegenereerde materie, slechts een theelepel neutronenster spul zou net zoveel wegen als een berg. Deze objecten zijn extreem magnetisch; het hele magnetische veld van de ster waar het vandaan kwam, is gekrompen tot een object ter grootte van een stad. Maar om een ​​neutronenster een ULX te laten genereren, er moet iets heel bijzonders aan de hand zijn.

Mocht een neutronenster deel uitmaken van een binair systeem, waar twee sterren om elkaar heen draaien, het kan beginnen te trekken aan de hete gassen van zijn binaire partner, door het naar een accretieschijf te slepen. Terwijl het gas in de richting van de neutronenster valt, het zal opwarmen, het genereren van krachtige röntgenstraling. Maar er is een limiet aan hoeveel röntgenenergie een neutronenster kan genereren.

"Op dezelfde manier dat we maar zoveel voedsel tegelijk kunnen eten, er zijn grenzen aan hoe snel neutronensterren materie kunnen aangroeien, " zei Murray Brightman, een postdoctoraal onderzoeker bij Caltech en de hoofdauteur van de studie, in een verklaring.

Naarmate de zaak binnenkomt, er worden meer röntgenstralen gegenereerd, maar dit is niet houdbaar. Op een bepaald moment - iets dat de Eddington-limiet wordt genoemd - zal de röntgenstraling zo krachtig worden dat het fysiek nog meer gas zal wegduwen dat in de accretieschijf van de neutronenster valt. Het is een natuurlijke afsnijding. Zodra de röntgenenergie deze limiet bereikt, de gastoevoer is verstopt, en de röntgenstraling is beperkt.

"Maar ULX's doorbreken op de een of andere manier deze limiet om zulke ongelooflijk heldere röntgenstralen af ​​​​te geven, en we weten niet waarom, ' voegde Brightman toe.

De onderzoekers hebben een vermoeden, echter, dat de magnetische persoonlijkheid van de neutronenster de sleutel kan zijn. Ze denken dat de dalingen veroorzaakt door cyclotronresonantieverstrooiing in de röntgenspectra - zoals die in de ULX van M51 - ons kunnen helpen te begrijpen wat er aan de hand is.

Als de cyclotron-resonantieverstrooiing wordt veroorzaakt door protonen interactie met het magnetische veld van de neutronenster, dit zou onthullen dat het magnetisme rond de neutronenster extreem is. Extreem magnetisme zou de druk van de ULX-röntgenstralen kunnen verminderen, waardoor er meer gas in de neutronenster kan vallen, turbo-boost van de röntgenstraling. Als de resonantie wordt veroorzaakt door elektronen , echter, dat zou duiden op een zwakker magnetisch veld, een die de ULX-energie niet kan verklaren.

Er is meer werk nodig voordat we zeker weten of extreme magnetische velden rond neutronensterren hen in staat stellen boven hun gewicht uit te slaan.

"Als [ULX's] magnetars zijn, wordt het voor hen gemakkelijker om zo helder te lijken, ' zegt Harrison.

Het is mogelijk dat ULX's worden aangedreven door magnetars, de meest magnetische familie van neutronensterren, dus de ULX in het draaikolkstelsel zou kunnen worden aangedreven door het meest exotische type neutronenster.