在2900万光年外发现超亮X射线源比100万个太阳还要亮?

来自波兰华沙尼古拉斯·哥白尼天文中心的天文学家利用钱德拉太空望远镜和XMM-牛顿卫星,观测发现NGC5055星系中的一个超亮X射线源(ULX),其研究发现发表在《arxiv》上,为这一来源的属性提供了更多洞察。超亮X射线源是天空中的点源,在X射线波段非常明亮,以至于每个超亮X射线源发射的辐射,都比100万个太阳在所有波长上发射的辐射都要多。

这些超亮X射线源比活动星系核的亮度要低,但比任何已知的恒星过程都要明亮。虽然已经进行了大量关于超亮X射线源的研究,但这些来源的基本性质仍然没有解决。NGC5055(也被称为梅西耶63)是一个螺旋星系,距离我们约2900万光年。它拥有一个命名为NGC5055X-1的超亮X射线源,X射线光度约为23×10^101erg/s,然而,尽管超亮X射线源在X射线波段非常明亮,但它还没有得到全面的研究。

由萨马雷什·蒙达尔(Samaresh Mondal)领导的一个天文学家小组,现在已经对NGC5055X-1的观测数据进行了计时和光谱分析。这些数据集是由美国宇航局(NASA)的钱德拉X射线天文台和欧空局(ESA)的XMM-牛顿卫星提供。研究首次使用三个最长的Chandra和XMM观测对NGC 5055 X-1的X射线观测进行了系统分析,并使用XSPEC拟合软件包中提供的唯象模型进行了X射线计时和光谱分析。

总体而言,观测发现NGC5055X-1没有太大的可变性。根据硬度比(3-10keV/0.3-3keV通量),天文学家得出结论,源不是光谱可变的。研究表明,NGC5055X-1主要在0.3-3keV的软X射线中发射。它的硬X射线波段通量只是软X射线发射的一小部分,这指向了占主导地位的热成分。此外,NGC5055X-1相对较低的内盘温度和陡峭的幂律斜率可能表明它拥有一个中等质量黑洞(IMBH)。

对钱德拉太空望远镜和XMM-牛顿微信的观测进行了定时和频谱分析,使用光谱模型假设发射来自一个吸积的黑洞系统,用多色圆盘(MCD)结合幂律(PL)或热压实化(NTHCOMP)分量对数据进行拟合,并将拟合结果与细长圆盘模型进行比较。发现光子指数与0.3-10keV的未吸收通量和氢柱密度密切正相关。此外,温度发射率分布表明偏离了标准的亚爱丁顿薄盘模型。在所有拟合的模型中,光源显示出光度与内部盘温度之间的负相关。

这项研究还证实,该X射线光源本质上是极其明亮的,因为它达到了0.3-10keV的光度,大约为23.2duodecillion erg/s。同时天文学家还注意到NGC5055X-1是在一种软超亮X射线光谱状态下观察到。然而,需要更好的数据和更长曝光时间才能完全证实这一结论。假设NGC5055X-1正以超爱丁顿光度吸积,并且像在其他高光度超亮X射线源中看到的那样,由光学上厚厚的风射出,需要对这一超亮X射线源进行进一步观测来证实这一假设。