Нови доказателства за съществуването на черни дупки с междинна маса

Нови доказателства за съществуването на черни дупки с междинна маса

Много въпроси чакат своите отговори: еволюира ли IMBH в свръхмасивна черна дупка?; как са формирани самите IMBH?; плътните звездни клъстери ли са любимият им дом?

 361 

Астрономите са открили нови доказателства за извършителя на повечето „престъпления“ в Космоса. Открита е черна дупка, от непознат досега вид, известен като „черна дупка с междинна маса“. Черната дупка е разкъсала, преминаваща близо до нея, блуждаеща звезда, което е доказателсто за нейното съществуване.

С маса около 50 000 пъти по-голяма от нашето Слънце, новата черната дупка е по-малка от свръхмасивните черни дупки (които са от милиони до милиарди пъти по-тежки от Слънцето), открити в ядрата на големи галактики, но по-голяма от черните дупки, образувани от смъртта на масивна звезда.

Тези, така наречени, черни дупки с междинна маса (IMBH) са дълго търсената „липсваща връзка“ в еволюцията на черните дупки. Въпреки че има и други хипотези за IMBH, изследователите смятат, че тези нови наблюдения, са най-доброто доказателство, досега, за черни дупки с междинни маси във Вселената.

Учените използваха инструментите на две астрономически рентгенови обсерватории и възможностите за прецизни наблюдения на космическия телескоп Hubble на NASA, за да изследват на този космически звяр.

„Черните дупки с междинна маса са много трудни за наблюдение обекти, така че е важно, внимателно да се изследват и да се изключат алтернативни черни дупки, за този термин. И Hubble ни позволи да имаме сериозни доказателства, точно за тази черна дупка“ – заяви Даченг Лин (Dacheng Lin) от университета от University of New Hampshire , ръководител на проучването, резултатите от което, са публикувани на 31 март 2020 г. в The Astrophysical Journal Letters.

Откритието прилича на детективска история за Шерлок Холмс, представляваща внимателно откриване и проследяване на улика след улика и изясняване на сложни пречинно-следствени връзки, за разкриването на извършителя на престъплението.

Лин и екипът му използваха телескопа Hubble и възможностите за наблюдение на обсерваториите Chandra (NASA) и XMM-Newton (ESA). През 2006 г. беше засечен мощен рентгенов лъч, но не успяха да определят, дали той е от или извън нашата галактика. Изследователите приписват този рентгенов проблясък на разкъсването на звезда, след като се е приближила твърде много до гравитационно мощен обект, като черна дупка.

Изненадващо, но източникът на рентгеновия лъч, наречен 3XMM J215022.4? 055108, не се е намирал в центъра на галактика, където обикновено са разположени масивните черни дупки. Това навежда учените на предположението, че IMBH е причинителят, но първо трябва да се изключи друг възможен източник за рентгеновия лъч, например, неутронна звезда в нашата собствена галактика, Млечния път, която се охлажда, след екстремно затопляне. Неутронните звезди са деформирани остатъци от избухнала звезда.

Учените са насочили инструментите на телескопа Hubble към рентгеновия източник, за да фиксират точното му местоположение. Получените изображения, с висока разделителна способност, дават категорични доказателства, че рентгеновите лъчи не се излъчват от източник в нашата галактика, а от далечен, плътен звезден клъстер в покрайнините на друга галактика, точно от вида, който астрономите отдавна търсят – IMBH. От предишни снимки на Hubble е ясно, че масата на черна дупка в центъра на галактика, е пропорционална на масата на галактическото ядро. С други думи, колкото по-масивна е галактиката, толкова по-масивна е и нейната черна дупка. Звездният клъстер, в който се намира 3XMM J215022.4? 055108, според учените, е оголеното ядрото ​​на галактика джудже с по-ниска маса, която е гравитационно привлечена и разкъсана от по-големия си галактически гостоприемник.

Четете още
Пожарът в Чернобил, от космоса

MBH са особено трудни за откриване, тъй като са по-малки и по-слабо активни от свръхмасивните черни дупки. Те нямат постоянни източници на енергия, нито силно гравитационно поле, за да са в състояние да привличат звезди и други космически обекти, което би генерирало сигнални рентгенови излъчвания. Астрономите, всъщност, трябва да засекат IMBH в момента на поглъщането на звезда. Лин и колегите му са проучили обемист файлов архив с данни от рентгеновата обсерватория XMM-Newton, сравнявайки ги със стотици хиляди предходни наблюдения, за да открият и да са сигурни в доказателствата за IMBH.

Рентгеновият отблясък от разрушената звезда, позволи на астрономите да преценят масата на черната дупка, определяйки я на 50 000 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Масата на IMBH беше измерена въз основа на рентгеновата светимост и спектралната форма на лъча. „Този модел е много по-надежден от използването само на рентгеновата светимост, каквато беше старата практика. – казва Лин – Причината, поради която можем да използваме спектрални корекции за оценка на масата на IMBH, е, че спектралната еволюция на тази черна дупка, с междинна маса, показва обема на термичното ѝ спектрално състояние, при натрупване на звездна маса около нея, което, обикновено, се вижда и отчита без проблем“.

Този обект не е първият, за който се предполага за вероятно, да е черна дупка с междинна маса. През 2009 г. Hubble, съвместно с обсерваторията Swift (NASA) и XMM-Newton (ESA), идентифицират обект, наречен HLX-1, за който се предполага, че е IMBHHLX-1 е разположен в периферията на галактиката ESO 243-49HLX-1 и също е в центъра на масивна млада група от сини звезди, за която е възможно, да е оголеното ядро ​​на галактика джудже. Рентгеновите лъчи се генерират от горещ акреционен диск около черната дупка.

„Разликата при новото откритие е, че засякохме процес на разкъсване на звезда, което дава категорични доказателства, че това е направено от масивна черна дупка, а не от черна дупка с малка маса, какъвто е случаят при други наблюдения, включително и при проучването на HLX-1 – казва Лин.

Доказателствата за IMBH отключват редица възможности за проучване на други масивни обекти в космичния мрак, очакващи неразумното приближаване на някоя звезда. Лин планира да продължи проучванията си, използвайки новите научни методи, оказали се успешни. Много въпроси чакат своите отговори: еволюира ли IMBH в свръхмасивна черна дупка?; как са формирани самите IMBH?; плътните звездни клъстери ли са любимият им дом?

 

0 0

Предложено


















Актуално



















Видео

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Препоръчано