发现一颗奇异的天体，比太阳亮一千万倍，似违反物理学定律

科学家们对一个如此明亮以至于按物理定律它原本应该爆炸的神秘天体感到困惑：它怎么还不爆炸？

NASA一直在追踪所谓的超高亮度X射线源(ULX)——这些天体比太阳亮一千万倍——以了解它们是如何运作的。

这些天体在理论上是不可能的，因为它们打破了爱丁顿极限，这是一个天体物理学的规则，决定了一个给定大小的物体能有多亮。如果某个物体打破了爱丁顿极限，科学家们期望它会分裂成碎片。

一项新的研究明确证实了M82 X-2，一个距离我们1200万光年的ULX，确如前面观测所示的那样明亮。

这幅图显示了一个超高亮度X射线源M82 X-2在Messier 82星系中的位置，这是一幅伪彩色和可见光图像。(NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO)

如此明亮的物体应该把物质推开

阿瑟·爱丁顿极限背后的原理很简单。这种规模的亮度只能来自于向一个巨大天体(比如黑洞或死星)输送的物质——比如星尘或分解中的行星残骸。

当物质被物体强大的引力拉扯时，它会加热并发出光。越多的物质坠落到物体上，它就越亮。但是有一个问题。

到某个点，如此多的物质被天体引力拉扯，物质发出的辐射应该能够压倒来自天体的引力。这意味着在某个点上，来自物质的辐射应该把物质推开。

但是如果没有物质被吞噬，天体就不应该发出高能辐射，这意味着天体不应该那么亮。因此有了爱丁顿极限。

M82 X-2正在做不可能的事

由于爱丁顿极限，科学家们质疑ULX的亮度是否确实是由大量物质坠入引起的。

例如，一种理论是强大的宇宙风将所有物质集中成一个锥形。在这种理论中，锥形会指向地球，这会产生一束光，在我们看来比物质均匀分布在ULX周围时要亮得多。

但是一项新的研究观察了M82 X-2，一个位于Messier 82星系中由脉冲中子星引起的ULX，否定了锥形理论。(中子星是一种超密集的恒星残骸，当恒星耗尽能量并死亡时的残留物。)

这项分析发表在4月份的《天体物理学杂志》上，发现M82 X-2每年从邻近恒星上吸收约90亿万吨物质，相当于地球质量的1.5倍，NASA声明说。

这意味着这个ULX的亮度是由打破极限的大量物质引起的。

在这幅ULX插图中，热气被拉到中子星上。从恒星中涌出的强大磁场以绿色显示。(NASA/JPL-Caltech)

超强磁场可能将原子压缩成更驯服的状态

鉴于这些信息，另一种解释已经成为解释ULXs的主要理论。而且更加奇怪。

在这种理论中，超强磁场从中子星射出。这些场如此强大，以至于它们可以压缩坠入恒星表面的原子形状，将原子从球形变成细长形式，NASA声明说。

在这种情况下，来自这些压缩原子的辐射会更难推开物质，解释了为什么如此多的物质可以坠入恒星而不分裂。

问题是我们永远无法在地球上测试这个理论。这些理论上存在的磁场必须如此强大，以至于地球上没有任何磁铁可以复制它们。

“这就是天文学之美。通过观察天空，我们扩展了我们调查宇宙运行方式的能力。另一方面，我们不能真正建立实验来得到答案。”该研究作者之一、意大利国家天文学院卡利亚里天文台(Cagliari Observatory) 的天体物理学家Matteo Bachetti在NASA声明中说。

“我们必须等待宇宙向我们展示它的秘密。”他说。

https://www.sciencealert.com/cosmic-object-10-million-times-brighter-than-the-sun-seems-to-defy-physics

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