Masszív fekete lyuk található a csillagkészletben Omega Centaurusban • Sergey Popov • Tudományos hírek az Elemeken • Napi csillagászati ​​tudományos kép

A csillagkészletben az Omega Centauri hatalmas fekete lyukat talált

Ábra. 1. A sűrűség eloszlása ​​a csillagkészletben Omega Centauri. A vízszintes tengely a fürt középpontjának távolságát mutatja szögletes egységekben (íves másodpercek); a függőleges – a nap tömegének köbméterenkénti sűrűsége (logaritmikus skála). Az alsó görbe megfelel a csillagok – fényes anyagok eloszlásának. A felső tükrözi a tömeg sötét összetevőjének hozzájárulását. Ez a görbe a klaszter központi részében található csillagok sebességeloszlásának vizsgálatából származott. A két görbe közötti szignifikáns különbség azt mutatja, hogy a fürt közepén láthatatlan tömeg van. Látható, hogy a sötét komponens sűrűsége a legbonyolultabb régiókban több millió szoláris tömegt ér el egy köbméterben. Ábra. a Noyola E. és munkatársai által tárgyalt cikkből, arXiv: 0801.2782

A Hubble Űrteleszkóp és a Gemini földi teleszkóp megfigyelései komoly jeleket szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy az Omega Centauria csillagcsaládban egy fekete lyuk van, melynek tömege körülbelül 30 000-50 000 naptömeg. Ez először is megerősíti, hogy az Omega Centauri nem a Galaxisunk szokásos globuláris klasztere, hanem egy törpe galaxis maradványa.Másodszor, a nyitott fekete lyuk tömege tökéletesen illeszkedik a galaxisok gömb alakú komponensének tömegéhez tartozó ismert mennyiség függvényében, lehetővé téve ennek a korrelációnak a kicsi (galaktikus méretek) tartományok közötti kiterjesztését. Korábban, mielőtt az ilyen kis tömegek nem jutottak el.

Ábra. 2. Omega Centaurus Cluster (NGC 5139)

Az Omega Centauri (ω Centauri) vagy az NGC 5139 egy óriási csillagcsalád, amelynek tömege körülbelül 5 millió szolár. A formában úgy néz ki, mint egy labda, de a tulajdonságainak részletes elemzése régóta vezetett a tudósoktól, hogy kételkedjenek abban, hogy egyszerűen foglalkozunk Galaxisunk legnagyobb globuláris klaszterével. Úgy gondolják, hogy az Omega Centauri egy körülbelül 10 milliárd évvel ezelõtt elfogott kis galaxis, és "csupaszított", vagyis csak egy sûrû magot látunk, és egy törpe galaxis külsõ csillag borítékát az árapály erõk megsemmisítik, és ezek csillagai a galaxisunk részévé váltak.

Számos Omega Centauria tulajdonság jelzi ezt a származást, például különböző sztelláris összetételt, amely több csillagformáló epizódot igényel (a globuláris klasztereknek megközelítőleg azonos koruk és kémiai összetétele van, bár a közelmúltban néhány csillagcsillagos populációt találtak a szokásos "gömbökben").

Az Omega Centauri nem az egyetlen olyan klaszter, amelyről úgy gondolják, hogy a múltban független galaxis volt. Ezenkívül most látjuk a törpe galaxis abszorpcióját a Sagittarius konstellációban (az M54 gömbölyű klaszter lehet a galaxis magja). Mindazonáltal az Omega Centauri a legnagyobb ilyen klaszter, és a tanulmány különösen fontos.

Ha ez a klaszter egykor önálló galaxis volt, akkor lehet gyanítani, hogy közepes méretű fekete lyuk van, mivel a modern adatok azt mondják, hogy minden galaxis tömeges duzzanattal (gömb alakú komponens, Eng. dudor "duzzanat, dudor") fekete lyuk van. Minél nagyobb a duzzanat, annál nagyobb a fekete lyuk.

A cikk szerzői részletesen tanulmányozták a csillagok sűrűségének eloszlását a klaszterben, valamint a csillagok sebességét. Az a tény, hogy egy nagy központi tömeg jelenléte egy kis csúcshoz vezet – a kaszti (a Eng. a csillagok eloszlásában, és egy masszív objektum miatt a csillagok gyorsabban forognak – vagyis a sebességek megoszlása ​​a klaszter legközpontibb régiójában nőni fog (sajnos,az egyes csillagok sebességét nehéz mérni a fürtben a nagy térbeli sűrűségük miatt, ezért meghatározzák a varianciát).

Ábrán. Az 1. ábra a cikk elején két sűrűségi eloszlást mutat be egy fürtben. Az alsó görbe megegyezik a csillagok eloszlásával – egy fényes anyaggal (nagyjából elmondva, hogy a csillagok számát egy egységnyi térfogatra számolták, és így becsülték a tömeget). A felső görbe tükrözi a tömeg sötét (láthatatlan) összetevőjét. Ez a görbe a klaszter központi részében található csillagok sebességeloszlásának vizsgálatából származott. Végül is a csillagok sebessége nem függ attól, hogy az őket vonzó anyag fénylik-e vagy sem. A csillagok sebességének diszpergálását a spektrum határozza meg. A Doppler-hatás miatt eltolódott spektrális vonalakat vizsgáljuk. A csillagok sebességének diszperziójának mérése különböző távolságoktól a klaszter középpontjától kezdve lehetővé válik egy tömegeloszlási profil kialakítása benne.

A két görbe közötti szignifikáns különbség azt mutatja, hogy a fürt közepén láthatatlan tömeg van. A sötét komponens csak a középen dominál, ami azt sugallja, hogy tömege kicsi a klaszter teljes sztelláris tömegéhez képest,hogy a láthatatlan anyag koncentrálódik a központi részbe.

Tehát az ábrából nyilvánvaló, hogy valami sötét "ül" a fürt központi részén. Mi lehet ez? Természetesen ez egy hatalmas fekete lyuk lehet. De talán van néhány alternatíva? Például ez lehet 10 000 csillag maradvány (neutron csillag vagy fekete lyuk). Ennek a lehetőségnek a numerikus modellekkel való analízise azt mutatja, hogy egy ilyen struktúra nem jöhetett volna létre az Omega Centauri-ban. Tehát egyetlen fekete lyukkal foglalkozunk.

Hadd emlékeztessem önöket arra, hogy kétféle fekete lyuk létezik: a csillagok tömege és a szupermasszív. Az első a hatalmas csillagok összeomlása után alakul ki. Ennek megfelelően az ilyen fekete lyukak tömege a Nap tömegétől néhány tizedig terjed. Az utóbbiak sok galaxis központjában helyezkednek el (lásd az áttekintést). A szupermasszív fekete lyukak a gátak és a sötét anyagok felhalmozódása, valamint más központi fekete lyukak összevonása révén nyerik meg tömegüket, amikor a galaxisok egyesülnek. Ha a galaxis elég nagy, akkor egy fekete lyuk nőhet több milliárd napelemig.Azonban még mindig sok a kétértelműség a szupermasszív fekete lyukak növekedésének kérdésével (lásd például a 0705.2269 és az asztro-ph / 0506040 cikkeket). Ezenkívül az asztrofizikusok a köztes tömegek fekete lyukakról beszélnek. Először is, ez az úgynevezett ultra-erőteljes röntgenforrásokról beszél. Másodszor, a köztes tömegű fekete lyukak két globuláris klaszterben gyanúsak. Az Omega Centauri esetében valószínűleg a szupermasszív fekete lyukak rokonaival foglalkozunk. Vagyis a fekete lyuk kialakulásának mechanizmusa megegyezik a galaxisok központjában lévő "rokonai" szerkezetével. Egy ilyen mechanizmusnak nem szabad a szokásos globuláris klaszterekhez mûködnie, hiszen történelmük és életük különbözõ.

Ábra. 3. A középső fekete lyuk tömegének függése a galaxis duzzanatban vagy a fürt középső részén lévő sebesség diszperziójára. A fekete lyuk tömegét a függőleges tengely mentén ábrázolja (a skála logaritmikus, a tömegeket a Nap tömegében fejezzük ki). A csillagok sebességének diszperziója vízszintes (logaritmikus skálán is, km / s-ban). A nagy sebesség diszperzió megfelel a gömb alakú komponens nagy tömegének. Ábra. a Noyola E. és munkatársai által tárgyalt cikkből, arXiv: 0801.2782

Ábrán.A 3. ábra a fekete lyukak tömegének és a csillagok sebességének diszperziója közötti ismert összefüggést mutatja.

A diszperziót spektrális megfigyelésekből határozzuk meg. A fekete lyukak tömegének meghatározásához többféleképpen lehet jó becslést adni (bizonytalanságokat mutatnak a pontok "bajuszai"). Például a reverberációs leképezés módszere vagy a legérdekesebb módszer, amely a lemezek tulajdonságainak részletes vizsgálatát foglalja magában, egy fekete lyuk körül objektív adatok felhasználásával. De a szupermasszív fekete lyukak tömegének meghatározására szolgáló módszerekről való beszélgetés messzire vezetne.

A galaxisokon kívül a gráfra két gömbölyű klaszter és az Omega Centauri pontokat is ábrázolnak. Látható, hogy a klaszterekben és galaxisokban lévő fekete lyukak pontjai megközelítőleg egy egyenes vonal mentén fekszenek. Vagyis a fekete lyukak "családi portréja" megerősíti "rokonságukat".

Természetesen a cikk szerzői által kapott adatokat ellenőrizni és frissíteni fogják. Az a tény, hogy a csillagok sebességének elemzése ilyen sűrű klaszterben nem könnyű. Mindazonáltal az eredmények nagyon megbízhatónak tűnnek.

Érdekes lenne látni egyfajta fekete lyuk tevékenységet, például a röntgen- vagy infravörös tartományban."A mi" fekete lyukunk, egy nagyon nyugodt szörnyeteg, mindazonáltal úgy tesz, mintha tevékenysége lenne. Igaz, az Omega Centauri fekete lyukak tömege százszor kisebb, mint a galaxisunk középpontjában lévő fekete lyukmaszk, és ezen a klaszterben ugyanis kevésbé gáz van a fekete lyukra. Tehát az újonnan megnyílt lyuk megfigyelő megnyilvánulása valószínűleg gyengébb lesz – nem semmi sem, hogy az Omega Centauri kutatási évének minden évében nem észlelték a "szörny" megnyilvánulásait. De mivel mélyebb keresést indítottak, az Omega Centauriban valami ilyesmi fedezhető fel. Végtére is, most kezdj el valódi vadászatot egy furcsa vadállatra.

Forrás: Eva Noyola, Karl Gebhardt, Marcel Bergmann. Gemini és Hubble Űrteleszkóp Bizonyíték egy középső kentaurra / fekete lyuk az Omega-ban // astro-ph, 2008. január 17 .; arXiv: 0801.2782.

Szergej Popov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: