宇宙：超高輝度X線源M 101 ULX-1におけるブラックホールへの不可解な降着

10³⁹ erg s⁻¹を超える光度の超高輝度X線源（ULX）に対して、2つの説明が提案されている。ULXは、最大の放射率未満（サブエディントン光度）で放射する中間質量ブラックホール（100～1,000太陽質量、M_⊙より重い）で、銀河系内のブラックホールX線連星と同様だがそれより大きな低温の降着円盤を伴っている可能性がある。または、エディントン光度あるいはスーパーエディントン光度で放射する恒星質量ブラックホールの可能性がある。発見時には、M 101 ULX-1は、 3×10³⁹ erg s⁻¹ の光度であり、例外的に低温を示す非常に軟らかい熱放射の円盤スペクトルを持っていた。このスペクトルは、高温電子のコロナによってエネルギーを供給された光子による単純なもので、降着を受けている中間質量ブラックホールの状況に、より一致するものであった。本論文では、M 101 ULX-1を可視光で分光学的に測定した結果について報告する。我々は、この系がウォルフ・ライエ星を含むというこれまでの説を確認し、軌道周期が8.2日であることを明らかにした。このブラックホールの質量は、最小で5 M_⊙であり、20 M_⊙～30 M_⊙である可能性が高く、中間質量ブラックホールである可能性は極めて低いと考えられる。従って、大きなエディントン光度でのその例外的に軟らかいスペクトルは、恒星質量ブラックホールへの降着という予想を破るものである。降着は、捕獲された星風から生じるに違いなく、これは従来、非常に効率が悪いために超高輝度X源を駆動できないと考えられていたものである。

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