|
Редкая черная дыра поглотила звезду
|
|
|
|
Космический телескоп НАСА "Хаббл" и рентгеновская обсерватория НАСА "Чандра" объединили усилия, чтобы выявить новый возможный пример редкого класса черных дыр. Этот яркий рентгеновский источник, называемый NGC 6099 HLX-1, по-видимому, находится в компактном звездном скоплении в гигантской эллиптической галактике.
|
|
|
|
Всего через несколько лет после своего запуска в 1990 году "Хаббл" обнаружил, что галактики по всей Вселенной могут содержать в своих центрах сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. Кроме того, галактики также содержат миллионы маленьких черных дыр, масса которых менее чем в 100 раз превышает массу Солнца. Они образуются, когда массивные звезды заканчивают свой жизненный цикл.
|
|
|
|
Гораздо более неуловимыми являются черные дыры средней массы (IMBH), масса которых от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч раз превышает массу нашего Солнца. Эта не слишком большая и не слишком маленькая категория черных дыр часто невидима для нас, потому что они поглощают не так много газа и звезд, как сверхмассивные, которые испускали бы мощное излучение.
|
|
|
|
Чтобы их можно было найти, их нужно застать за поиском пищи. Когда они время от времени поглощают несчастную звезду, находящуюся на орбите, — это явление астрономы называют приливным разрушением, — они выбрасывают поток радиации.
|
|
|
|
|
|
|
Как описано в новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, новейшая вероятная IMBH, обнаруженная с помощью данных телескопа, расположена на окраине галактики NGC 6099, примерно в 40 000 световых годах от центра галактики. Галактика расположена на расстоянии около 450 миллионов световых лет от нас в созвездии Геркулеса.
|
|
|
|
Астрономы впервые увидели необычный источник рентгеновского излучения на снимке, полученном аппаратом "Чандра" в 2009 году. Затем они проследили за его развитием с помощью космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства.
|
|
|
|
"Рентгеновские источники с такой экстремальной яркостью редко встречаются за пределами ядер галактик и могут служить ключевым зондом для выявления неуловимых IMBH. Они представляют собой важнейшее недостающее звено в эволюции черных дыр между звездной массой и сверхмассивными черными дырами", - сказал ведущий автор Йи-Чи Чанг из Национального университета Цинхуа, Синьчжу, Тайвань.
|
|
|
|
Рентгеновское излучение, исходящее от NGC 6099 HLX-1, имеет температуру 3 миллиона градусов, что соответствует приливному разрушению. Хаббл обнаружил свидетельства существования небольшого скопления звезд вокруг черной дыры. В этом скоплении черной дыре было бы чем полакомиться, потому что звезды расположены так близко друг к другу, что их разделяет всего несколько световых месяцев (около 500 миллиардов миль).
|
|
|
|
Предполагаемая IMBH достигла максимальной яркости в 2012 году, а затем продолжала снижаться до 2023 года. Оптические и рентгеновские наблюдения за этот период не перекрываются, что усложняет интерпретацию. Черная дыра, возможно, разорвала захваченную звезду, создав плазменный диск, который демонстрирует изменчивость, или же она могла образовать диск, который мерцает, когда газ устремляется к черной дыре.
|
|
|
|
"Если IMBH поглощает звезду, то сколько времени требуется, чтобы поглотить звездный газ? В 2009 году HLX-1 была довольно яркой. Затем, в 2012 году, она стала примерно в 100 раз ярче. А затем он снова упал", - сказал соавтор исследования Роберто Сориа из Итальянского национального института астрофизики (INAF). "Итак, теперь нам нужно подождать и посмотреть, вспыхивает ли он несколько раз, или же было начало, был пик, а теперь он просто будет снижаться до тех пор, пока не исчезнет".
|
|
|
|
IMBH находится на окраине основной галактики NGC 6099, примерно в 40 000 световых годах от центра галактики. Предположительно, в ядре галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая в настоящее время находится в состоянии покоя и не пожирает звезды.
|
|
|
|
Команда подчеркивает, что исследование IMBHS может показать, как в первую очередь образуются более крупные сверхмассивные черные дыры. Существуют две альтернативные теории. Одна из них заключается в том, что IMBH являются основой для образования еще более крупных черных дыр путем слияния, поскольку большие галактики растут за счет поглощения галактик меньшего размера. Черная дыра в центре галактики также увеличивается во время этих слияний.
|
|
|
|
Наблюдения телескопа "Хаббл" выявили пропорциональную зависимость: чем массивнее галактика, тем больше черная дыра. В связи с этим новым открытием складывается впечатление, что у галактик могут быть "спутники", которые вращаются в гало галактики, но не всегда попадают в центр.
|
|
|
|
Другая теория заключается в том, что газовые облака в центре ореолов темной материи в ранней Вселенной сначала не образуют звезд, а просто коллапсируют непосредственно в сверхмассивную черную дыру. Открытие космическим телескопом НАСА имени Джеймса Уэбба того, что очень далекие черные дыры непропорционально более массивны по сравнению с их галактикой-хозяином, подтверждает эту идею.
|
|
|
|
Однако, возможно, наблюдатели склоняются к обнаружению чрезвычайно массивных черных дыр в отдаленной Вселенной, поскольку черные дыры меньшего размера слишком слабы, чтобы их можно было увидеть. На самом деле, в нашей динамичной Вселенной может быть больше разнообразия в том, как создаются черные дыры.
|
|
|
|
Сверхмассивные черные дыры, коллапсирующие внутри ореолов темной материи, могут просто расти не так, как те, что обитают в карликовых галактиках, где аккреция черных дыр может быть предпочтительным механизмом роста.
|
|
|
|
"Так что, если нам повезет, мы обнаружим еще больше свободно плавающих черных дыр, которые внезапно становятся яркими в рентгеновском диапазоне из-за приливного срыва. Если мы сможем провести статистическое исследование, это позволит нам узнать, сколько существует таких IMBH, как часто они разрушают звезду, как крупные галактики увеличиваются за счет объединения меньших галактик", - сказал Сориа.
|
|
|
|
Проблема заключается в том, что Чандра и XMM-Newton наблюдают лишь небольшую часть неба, поэтому они не часто обнаруживают новые приливные явления, при которых черные дыры поглощают звезды. Обсерватория Веры К. Рубин в Чили, телескоп для обзора всего неба Национального научного фонда США и Министерства энергетики, может обнаружить эти события в оптическом свете на расстоянии сотен миллионов световых лет. Последующие наблюдения с помощью "Хаббла" и "Уэбба" могут выявить звездное скопление вокруг черной дыры.
|
|
|
|
Источник
|
