|
Сверхмассивные черные дыры и их галактики
|
|
|
|
Почти каждая галактика имеет в своем ядре сверхмассивную черную дыру. Вопрос о том, образуется ли сначала черная дыра, а затем галактика вокруг нее, или наоборот, все еще остается предметом споров, но мы знаем, что эволюция обоих процессов тесно связана. Мы можем использовать эту взаимосвязь для изучения черных дыр.
|
|
|
|
Когда сверхмассивная черная дыра активна, мы можем посмотреть на такие показатели, как светимость ядра и струи черной дыры, чтобы определить ее массу. Но когда она спокойна, мы не можем этого сделать и вынуждены использовать косвенные методы. Одним из них является соотношение М-сигма.
|
|
|
|
Измеряя спектры звезд в ядре галактики, мы можем определить их движение благодаря эффекту Доплера. Спектры на одной стороне ядра смещены в синюю сторону, потому что эти звезды движутся по орбитам в направлении к нам, и в красную сторону, потому что они удаляются от нас. Это означает, что спектр ядра имеет статистический разброс, или сигму. Чем больше черная дыра, тем быстрее звезды-ядра обращаются вокруг центра галактики и тем больше сигма. Отсюда соотношение М-сигма.
|
|
|
|
Хотя соотношение М-сигма является простым и мощным инструментом для измерения массы галактических черных дыр, оказывается, что оно не всегда верно. Новое исследование показало, что оно плохо работает для крупнейших сверхмассивных черных дыр. Команда ученых сосредоточилась на так называемых сверхмассивных черных дырах (UMBH). Те, масса которых превышает 10 миллиардов солнц. Для сравнения, только две черные дыры, которые мы наблюдали непосредственно, M87* и наша собственная SagA*, имеют массы 6 миллиардов и 4 миллиона солнц соответственно.
|
|
|
|
|
|
|
Команда изучила 16 самых ярких скоплений галактик и сравнила полученные данные с так называемой трехосной моделью Шварцшильда. Это имитационная модель, в которой различные орбиты звезд вокруг ядра моделируются для создания кривой яркости ядра. Предполагается, что ядро представляет собой эллиптический сфероид с тремя различными осями, отсюда и название. Оказывается, что, когда вы можете получить необходимые наблюдения, модель дает отличное представление о массе черной дыры.
|
|
|
|
Команда смогла сделать это для 8 галактик скопления. Затем они нанесли их на график M-sigma, сравнив с другими галактиками с известными черными дырами. Они обнаружили, что эти сверхмассивные черные дыры имеют тенденцию к увеличению, превышающую соотношение М-сигма, что означает, что это соотношение недооценивает массу сверхмассивных черных дыр. Это соотношение просто не подходит для верхнего предела.
|
|
|
|
Затем авторы показывают, как можно использовать другое соотношение, известное как центральная область с дефицитом света. Поскольку крупнейшие черные дыры, как правило, поглощают больше близлежащих звезд, кривые яркости будут иметь спад в самом центре. Чем больше эта область, тем больше масса черной дыры. Таким образом, даже если вы не можете получить трехосные данные Шварцшильда, вы все равно можете определить массу UMBHs.
|
|
|
|
Источник
|
