最极端的超亮X射线源：中等质量黑洞的证据？

我们展示了对一个新样本中八个极端光度超亮X射线源（ULX）候选体的X射线和光学研究结果，这些候选体是通过交叉关联2XMM-DR1和RC3星表选出的100 Mpc内最亮的ULX（L_X > 5×10^40 erg/s）。这些天体光度极高，以至于难以用当前所有最重恒星残骸的超爱丁顿吸积模型来描述；因此，它们是最有可能容纳更大质量的中等质量黑洞（IMBH）的候选体之一。其中两个天体在至少一次观测中光度足够高，可归类为超亮X射线源（HLX）候选体，包括一个位于S0星系中的持续HLX，其光度（3×10^41 erg/s）是迄今探测到的第二亮的HLX。其余七个源位于旋涡星系中，其中几个似乎与恒星形成区密切相关，这与许多光度较低的ULX类似。然而，这些极端ULX的X射线特性似乎与光度较低的天体不同。它们通常更硬，具有吸收幂律连续谱，光子指数约1.7，并且在短时标上可能更具变化性，数据在0.2-2 ks时标上显示出约10-20%的均方根变化。这些性质似乎与亚爱丁顿硬态一致，考虑到这些天体的观测光度，表明存在质量在10^3-10^4 M_sun范围内的IMBH。因此，这加强了这些最亮ULX作为最终确凿探测高度难以捉摸的IMBH的良好候选体的论点。然而，我们提醒，如果没有未来改进的观测，不能排除最高可能的超爱丁顿吸积率与最大允许的恒星黑洞残骸相结合的可能性。