大多數(shù)宇宙天體，包括恒星，輻射出的X射線很少，特別是在NuSTAR觀測到的高能量范圍內。相比之下，超光X射線源就像X射線燈塔一樣劃破黑暗。要被認為是一個超低頻X射線源，它的X射線亮度必須比太陽的總光輸出(在所有波長)亮一百萬倍左右。超光X射線源是如此之亮，以至于在數(shù)百萬光年之外的其他星系都能看到它們。
這項新研究表明，被稱為SS 433的天體位于銀河系中，距離地球只有大約2萬光年，是一個超光X射線源，盡管它的亮度被認為是超光X射線源的最低閾值的1/1000左右。
根據(jù)這項研究，這種暗淡是一種視角的技巧。來自SS 433的高能X射線最初被限制在兩個氣體錐中，從中央天體的相對兩側向外延伸。它們將來自SS 433的X射線聚集成一個狹窄的光束，直到它“逃出”并被NuSTAR探測到。但是由于這些錐體沒有直接指向地球，NuSTAR無法看到該天體的全部亮度。
英國南安普敦大學天體物理學教授、該研究的主要作者馬特-米德爾頓說：“我們長期以來一直懷疑一些超光X射線源以狹窄的光柱發(fā)射光線，而不是像裸露的燈泡那樣向各個方向發(fā)射。在我們的研究中，我們證實了這一假設，表明SS 433對于一個面對面的觀察者來說將有資格成為一個超光X射線源。”
如果一個離地球相對較近的超光X射線源能夠因為它的方向而隱藏它的真實亮度，那么可能有更多的超光X射線源--特別是在其他星系--以類似的方式進行“掩飾”。這意味著超光X射線源的總數(shù)量應該比科學家們目前觀察到的要多得多。
科學家在其他星系中已經發(fā)現(xiàn)了大約500個超光X射線源，它們離地球的距離意味著通常幾乎不可能分辨出是什么類型的天體產生了X射線發(fā)射。X射線可能來自于大量的氣體被一個非常密集的天體的引力拉入而被加熱到極端溫度。這個天體可能是一顆中子星(一顆坍塌的恒星的殘骸)或者一個小黑洞，一個質量不超過我們太陽30倍的黑洞。氣體在天體周圍形成了一個圓盤，就像水繞著排水口。圓盤中的摩擦促使溫度上升，導致其輻射，有時會變得如此之熱，以至于該系統(tǒng)爆發(fā)出X射線。材料落到中心天體上的速度越快，X射線就越亮。
天文學家懷疑SS 433中心的天體是一個黑洞，其質量大約是我們太陽的10倍。可以肯定的是，它正在吞噬附近的一顆大型恒星，它的引力以極快的速度吸走物質。在一年中，SS 433從它的“鄰居”那里“偷走”了相當于地球30倍的質量，這使得它成為我們銀河系中已知的最“貪婪”的黑洞或中子星。
米德爾頓說：“人們早就知道，這個天體正在以驚人的速度‘進食’。這就是ULX與其他物體不同的地方，這可能是我們從它們身上看到大量X射線的根本原因。”
SS 433“偷取”的物質比它能消耗的還要多。一些多余的物質被吹離圓盤，并在圓盤的兩側形成兩個半球。每個半球內都有一個圓錐狀的空隙，并向太空開放。這些圓錐體將高能X射線聚集成一束。任何人直視其中一個圓錐體都會看到一個明顯的超低能X射線。盡管只是由氣體組成，但這些錐體是如此之厚，如此之大，以至于它們就像X射線檢查室的鉛板一樣，阻擋了X射線通過它們到外面。
科學家們懷疑，一些ULX可能因為這個原因而被隱藏起來。SS 433提供了一個獨特的機會來測試這個想法，因為它就像一個陀螺一樣，在其軸線上搖擺不定--天文學家稱之為“進動”過程。
大多數(shù)時候，SS 433的兩個錐體都指向遠離地球的地方。但是由于SS 433的前進方式，其中一個圓錐體定期向地球略微傾斜，因此科學家可以看到從圓錐體頂部發(fā)出的一點點X射線。在新研究中，科學家們研究了NuSTAR看到的X射線如何隨著SS 433的移動而變化。他們表明，如果該錐體繼續(xù)向地球傾斜，以便科學家們能夠直接俯視它，他們將看到足夠的X射線，從而正式將SS 433稱為ULX。
以極端速度“進食”的黑洞已經塑造了我們宇宙的歷史。超大質量黑洞的質量是太陽的幾百萬到幾十億倍，當它們“進食”時可以深刻地影響它們的宿主星系。在宇宙歷史的早期，這些大質量黑洞中的一些可能以SS 433的速度“進食”，釋放出大量的輻射，重塑了周圍的環(huán)境。外流(如SS 433中的錐體)重新分配了物質，最終可能形成恒星和其他天體。
但是，由于這些快速消耗的“龐然大物”居住在令人難以置信的遙遠的星系中，它們仍然難以研究。通過SS 433，科學家們發(fā)現(xiàn)了這個過程的一個微型例子，NuSTAR已經為那里發(fā)生的活動提供了新的見解。
“當我們發(fā)射NuSTAR時，我認為沒有人想到ULX會成為我們的一個如此豐富的研究領域，”NuSTAR的主要研究者、加州理工學院的物理學教授Fiona Harrison說。“但是NuSTAR的獨特之處在于，它可以看到這些天體發(fā)射的幾乎全部X射線波長，這使我們能夠深入了解驅動它們的極端過程。”
