Чудеса чёрных дыр вскрыли ералаш в центрах галактик
Учёные обожают отыскивать в последовательности объектов обычный пример. Астрологи не исключение. Но что в случае если эталон внезапно демонстрирует что-то, ранее не наблюдавшееся?
направляться высказать предположение, что предмет не столь уж обычен, либо, наоборот, что другие тела для того чтобы типа также владеют этим новым свойством. Выбор нелёгок, а на весах в этом случае — настоящие тяжеловесы Вселенной.
Сверхмассивные чёрные дыры открыты в центрах многих галактик. Быть может, что все звёздные острова владеют таким сокровищем.
Эти «невидимки» выявляют себя по гравитации (массу чёрных дыр возможно вычислить, разбирая траектории близлежащих звёзд), по релятивистским струям (relativistic jet), дающим заметное излучение, и по свечению материи из аккреционного диска, систематично падающей в чёрную дыру.
В последней дисциплине среди чёрных дыр в центрах галактик имеется настоящие тихони и «передовики». К отстающим относятся чёрные дыры в отечественной Галактике и в соседке — галактике Андромеды (М31).
Туманность Андромеды, как и отечественная родная Галактика, относится к спиральному типу (фото с сайта wikipedia.org).
«Эти два „антиквазара“ предоставляют нам „особые лаборатории“ для изучений самого тусклого типа аккреции, замечаемого у сверхмассивных чёрных дыр», — поясняет Чжиюань Ли (Zhiyuan Li) важность этих объектов в пресс-релизе Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).
Чёрная дыра в Андромеде, именуемая M31*, по оценке экспертов, в 10-100 тысяч раз не сильный в рентгеновских лучах, чем возможно было бы ожидать, исходя из количества газа (потенциальной «пищи»), окружающего галактический центр. Астрологи приняли данный факт как данность, поместив M31* на полочку с надписью «спокойная чёрная дыра».
Дыра,впрочем , была против для того чтобы вольного обращения.
Сравнительно не так давно, проанализировав результаты 10-летнего наблюдения за M31* при помощи орбитальной обсерватории Chandra, эксперты CfA открыли, что сердце галактики Андромеды было негромким и тусклым до 6 января 2006 года, в то время, когда случилась вспышка, повысившая яркость M31* в рентгене в 100 раз. Потом свечение материи, падающей на чёрную дыру, снизилось, но всё равняется так и осталось на порядок более замечательным, чем до 2006 года.
Громадный снимок показывает галактику Андромеды в видимом диапазоне.
На врезках – рентгеновское изображение её центра. Слева – синтез нескольких изображений, взятых до января 2006-го, справа – совмещённый последовательность фото, сделанных по окончании данной даты.
В первом случае видны три чётких источника. Во втором уже четыре (новый показался практически по центру кадра), да и начальные прибавили яркости (фотографии NASA/CXC/SAO/Li et al., DSS).
Такое грандиозное событие учёным в первый раз удалось замечать в относительно близкой галактике (менее 3 миллионов световых лет от нас). И оно породило больше вопросов, чем ответов.
Учёные сходятся в том, что, по всей видимости, быстро возрос темп поступления «еды» в M31*, да так и остался на достаточно большом уровне. Это, но, не всё.
Конкретно вспышку 2006 года авторы изучения пробуют растолковать резким усилением магнитных полей около чёрной дыры, нежданно организовавших некую новую конфигурацию.
И всё равняется — это лишь предположения. Что в том месте происходит в действительности?
Ответ может иметь серьёзные последствия, учитывая сходство галактики Андромеды с отечественной родной Галактикой и сходство их центральных чёрных дыр. Не ожидает ли нас в один раз подобное представление, за которым мы будем нечайно замечать уже не с галёрки, а из первого ряда?
Ну и чисто отвлечённый интерес имеется: «Аккреция вещества на эти чёрные дыры есть одним из главных процессов, определяющих эволюцию галактик», — говорит Ли.
На пара большем расстоянии, но всё равняется по мировым меркам не столь уж на большом растоянии от Млечного Пути — в 55 миллионах световых лет — ещё одна сверхмассивная чёрная дыра, обитающая в сердцевине M87 (пример огромной эллиптической галактики), показывает не меньше впечатляющий фокус.
Несколько астрологов из америки и Англии задумала поточнее выяснить положение упомянутой чёрной дыры, для чего нацелила на M87 зоркий глаз орбитального телескопа Hubble. Тут-то и стало известно, что чёрная дыра в центре M87 лежит вовсе не в её центре.
Несовпадение составило аж 22 световых года. Само собой разумеется, это мало на фоне диаметра галактики-супергиганта (а она в разы больше отечественной и намного тяжелее), но всё равняется — требует объяснений.
Справа продемонстрирована галактика M87 и её долгий и броский релятивистский выброс. Слева увеличенные фрагменты центра.
На нижнем кадре отмечена позиция центральной чёрной дыры и геометрического центра галактики (определённого как центр распределения всего света звёздного острова). броское пятно справа внизу (HST1) – один из узлов в джете, сгусток материи, выкинутый в 2006-м.
Все кадры выполнены разными камерами «Хаббла» (фотографии NASA, ESA, D.Batcheldor, E.Perlman/Florida Institute of Technology, Hubble Heritage Team, J.Biretta, W.Sparks, F. D. Macchetto/STScI).
Один из вариантов — релятивистские струи (джеты), которыми столь славится M87. При несимметричном выбросе не известно почему таковой поток имел возможность сыграть роль реактивного мотора, столкнувшего чёрную дыру с её законного места.
Второй вариант — мы видим последствия давешнего слияния двух галактик и их сердец — пары сверхмассивных чёрных дыр.
«Теория предвещает, что в то время, когда две чёрные дыры объединяются, комбинированная чёрная дыра приобретает удар из-за излучения гравитационных волн, что может сместить её от центра оказавшейся галактики», — растолковывает начальник изучения Дэниел Батчелдор (Daniel Batcheldor) из технологического университета Флориды.
(Подробности работы — в пресс-релизах Hubble и Florida Institute of Technology, а также в препринте (PDF-документ) статьи учёных, принятой к публикации в Astrophysical Journal Letters.)
Как выглядят две галактические чёрные дыры незадолго до слияния, мы до тех пор пока можем только представить.
На этом рисунке продемонстрированы две супермассивные ЧД со собственными аккреционными дисками, делающими оборот около неспециализированного центра тяжести за 100 лет при орбитальной скорости 6000 километров в секунду (иллюстрация Marenfeld, NOAO/AURA/NSF).
Потому, что ядра галактик, смогут становиться активными (и выбрасывать джеты) как раз по окончании слияний, оба варианта механизма смещения практически подтверждают одно: слияния галактик вправду случаются и последствия таких драматичных событий возможно замечать продолжительно.
По расчётам авторов работы, перемещённая чёрная дыра возвращается совершенно верно в центр галактики за миллионы либо кроме того миллиарды лет, что открывает перед астрологами новый индикатор «недавнего» объединения галактик и новую возможность для изучения истории галактических ядер.
И опять-таки к нашему собственному дому чудеса в M87 имеют прямое отношение. В некоем роде мы видим будущее: через 2-3 миллиарда лет Млечному Пути предстоит столкновение с галактикой Андромеды, за которым последует их слияние.
