En ny teori for, hvordan sorte huller og neutronstjerner skinner klart

Et hold ledet af forskere fra universitetet i Tübingen i Tyskland har udviklet en ny teori, der forklarer, hvordan sorte huller og neutronstjerner skinner klart ud over, hvad klassisk fysik ville forudsige.

Den nye teori, offentliggjort i tidsskriftet Nature Astronomy, antyder, at den observerede lysstyrke af disse objekter kan tilskrives tilstedeværelsen af ​​en korona af plasma, der omgiver det sorte hul eller neutronstjernen. Denne korona opvarmes til ekstremt høje temperaturer på grund af tyngdekraftens vekselvirkninger med det sorte hul eller neutronstjernen, der udsender røntgenstråler og gammastråler.

Tidligere troede man, at disse objekter primært udsendte stråling gennem termiske processer, såsom emission af termiske fotoner fra overfladen. Den nye teori antyder dog, at ikke-termiske processer, såsom accelerationen af ​​partikler i koronaen, spiller en afgørende rolle i at producere den observerede lysstyrke.

Tilstedeværelsen af ​​en korona omkring sorte huller og neutronstjerner understøttes af observationer fra teleskoper, herunder NASAs Chandra X-ray Observatory og Den Europæiske Rumorganisations XMM-Newton satellit. Disse observationer har afsløret eksistensen af ​​røntgen- og gammastråling fra disse objekter, hvilket ikke kan forklares fuldt ud af termiske processer alene.

Coronaen opvarmes til høje temperaturer gennem en proces kaldet magnetisk genforbindelse, hvor magnetiske felter interagerer og frigiver enorme mængder energi. Denne proces genererer et varmt, diffust plasma, der udsender stråling i røntgen- og gammastrålebåndene. Energien til magnetisk genforbindelse kommer fra rotationsenergien fra det sorte hul eller neutronstjernen.

Teorien har implikationer for at forstå fysikken i sorte huller og neutronstjerner og de processer, der driver deres emission. Det kunne også hjælpe med at forklare den observerede lysstyrke af andre kompakte objekter, såsom hvide dværge og aktive galaktiske kerner.

Yderligere observationer er nødvendige for at validere den nye teori og få en dybere forståelse af de processer, der er ansvarlige for lysstyrken af ​​sorte huller og neutronstjerner. De kommende opsendelser af næste generations teleskoper, såsom James Webb Space Telescope og Athena X-ray Observatory, forventes at give værdifuld indsigt i disse fascinerende objekter.