Центр Чумацького Шляху оточує рій з чорних дір

Астроном із Колумбійського університету Чак Гейлі опублікував дослідження, яке доводить, що навколо надмасивної чорної діри у центрі нашої Галактики присутній “рій” з чорних дір зоряної маси. Нове дослідження підтверджує гіпотезу розростання чорних дір у надмасивні об’єкти.

Чорні діри у нашій Галактиці

Вивчення надмасивних чорних дір має чимало аспектів. По-перше, вони цікавлять астрофізиків як одні з найбільш екзотичних об’єктів у Всесвіті. По-друге, вони оточені молекулярними хмарами, у яких відбуваються дуже цікаві процеси. І те й інше ми переважно вивчаємо, спостерігаючи за іншими галактиками.

Однак найбільш цікавий феномен, пов’язаний з еволюцією чорних дір зоряної маси та їхніх надмасивних колег, ми можемо спостерігати виключно у Чумацькому Шляху. Надто вже складним для цього є об’єкт дослідження.

Річ у тім, що в усій галактиці з її 400 мільйонами зір на сьогодні відкрито близько шести десятків чорних дір. А у радіусі 3,75 світлових років від ядра Чумацького Шляху – надмасивної чорної діри Стрілець А*, – за оцінками дослідників, їх має бути від 10 до 20 тисяч.

Подвійна система із чорною дірою
Художнє зображення та знімок подвійної системи з чорною дірою у пулюївському діапазоні випромінювання. Джерело: X-ray: NASA/CXC/University of Alberta/A.Bahramian et al.; Ілюстрація: NASA/CXC/M.Weiss

Усі масивні зорі у нашій Галактиці певною мірою наближаються до її ядра. Крім того, такі зорі у достатньо стислий проміжок часу перетворюються на чорні діри. Тож, з часом чорні діри все ж наближаються за розмірами до надмасивних чорних дір, що існують у центрах більшості галактик і у певний момент поглинаються ними. Цей механізм дозволяє чорним дірам зростати та досягати дійсно велетенських розмірів.

Підтвердження існування “рою”

Нещодавно співробітник астрофізичної обсерваторії Колумбійського Університету Чак Гейлі зосередився на значно слабкіших сигналах у рентгенівському (пулюївському) діапазоні випромінювання. На таких довжинах хвиль випромінюють подвійні системи з чорної діри та масивної зорі, коли знаходяться у спокої.

Для цього було використано архів даних, отриманих із космічного рентгенівського телескопа “Чандра”. Ці сигнали є досить слабкими, тому впевнено відрізнити за ними подвійні системи з чорними дірами від інших джерел рентгенівського випромінювання було непросто.

Чорні діри
Виявлені в околицях центру Галактики подвійні системи. Джерело: Nature and Hailey at al.

Попри це, Гейлі нарахував біля Стрільця А* від 300 до 500 потенційних кандидатів у подвійні системи, що говорить про те, що у цьому регіоні космосу дійсно може знаходитися кілька тисяч чорних дір, які ми не бачимо. Більш детальне дослідження цих примарних космічних об’єктів стане можливим завдяки новому поколінню рентгенівських телескопів.

Побачити чорні діри?

Чи зливаються чорні діри з ядром поодинці, чи утворюють вони перед цим чорні діри проміжної маси (у 100-1000 мас Сонця) – питання залишається відкритим. Досі астрономам ніколи не вдавалося спостерігати велетенський рій чорних дір у ядрі. Акреційні диски навколо чорних дір майже неможливо розгледіти з відстані у 26 тисяч світлових років.

Симуляція злиття пари чорних дір з утворенням гравітаційних хвиль. Джерело: LIGO

Щось побачити можна тільки у тому випадку, коли чорна діра утворює подвійну систему з масивною зорею, яких біля центру Галактики можна знайти чимало. У таких випадках взаємне обертання двох масивних об’єктів раз на декілька місяців призводить до короткочасного сплеску у рентгенівському діапазоні, який можна спостерігати за допомогою космічних та наземних обсерваторій. Однак побачити “рій” чорних дір таким методом досить складно.

Нове дослідження важливе не лише тим, що ми можемо тепер детальніше уявити собі еволюцію чорних дір. Ми отримали нову підказку, де можна спостерігати цілу серію злиття чорних дір. А кожне злиття чорних дір породжує гравітаційні хвилі. Тому підтвердження існування цілого рою чорних дір навколо Стрільця А* значно наближає нас до розуміння природи гравітації.

Nature (2018), doi: 10.1038/nature25029

The post Центр Чумацького Шляху оточує рій з чорних дір appeared first on Science Ukraine.

Джерело та деталі: Центр Чумацького Шляху оточує рій з чорних дір

Місія онлайн-видання Science Ukraine є амбітною та, водночас, важливою для всього суспільства – змінити уявлення про науково-популярну журналістику в Україні; ми створюємо сучасне українське науково-популярне медіа. Ми не абстрагуємось на поверхневій інформації зі ЗМІ, а формуємо та об’єднуємо джерела. Ми навчаємось та навчаємо.

Updated: 09.04.2018 — 16:57
2012 - 2017 © Іменка - RSS новини з сайтів України | Підтримка: Діал інформаційна система | Двигунець: Wordpress | Тема: Frontier