Хоча астрономи десятиліттями вивчали і великі, і маленькі чорні діри, доказів для цих чорних дір середнього розміру було набагато складніше. Тепер астрономи з NASA в Центрі космічних польотів Годдарда в Ґрінбелті, штат Массачусетс, виявляють, що джерело рентгенівських променів у галактиці NGC 5408 є одним з найкращих випадків середньої ваги чорної діри на сьогоднішній день. "Чорні діри середньої маси містять від 100 до 10000 разів більше маси сонця", - пояснив Тод Строхмайер, астрофізик з Годдарда. «Ми спостерігаємо чорні діри у важкій вазі в центрах галактик та легкі, що обертаються навколо зірок у нашій власній галактиці. Але знайти «щипців» залишається проблемою ».
Кілька сусідніх галактик містять блискучі об'єкти, відомі як ультрафіолетові джерела рентгенівських променів (ULX). Здається, вони випромінюють більше енергії, ніж будь-який відомий процес, що живиться від зірок, але менше енергії, ніж центри діючих галактик, які, як відомо, містять чорні діри на мільйон сонячної маси.
"ULX є хорошими кандидатами для чорних дір середньої маси, і особливо цікавим є той, що знаходиться в галактиці NGC 5408", - сказав Річард Мушоцький, астрофізик з університету Меріленда в коледж-парку. Галактика лежить на відстані 15,8 мільйона світлових років у сузір’ї Кентавра.
XMM-Newton виявив те, що астрономи називають «квазіперіодичними коливаннями», майже регулярним «мерехтінням», викликаним нагромадженням гарячого газу глибоко в накопичувальному диску, який утворюється навколо масивного об'єкта. Швидкість цього мерехтіння була приблизно в 100 разів повільніша, ніж у чорних дір зоряної маси. Тим не менш, у рентгенівських променях NGC 5408 X-1 затінює ці системи приблизно за одним і тим же фактором.
Виходячи з часу коливань та інших характеристик випромінювання, Строхмайер та Мушоцький роблять висновок, що NGC 5408 X-1 містить від 1000 до 9000 сонячних мас. Це дослідження з'являється у номері, що випускається 1 жовтня "Astrophysical Journal".
"Для цього масового діапазону горизонт подій чорної діри - частина, за якою ми не можемо побачити, - становить від 3800 до 34000 миль, або менше половини діаметра Землі, приблизно в чотири рази більше її розміру", - сказав Строгмайер.
Якщо NGC 5408 X-1 дійсно активно поглинає газ для підживлення його величезної рентгенівської емісії, матеріал, ймовірно, стікає до чорної діри з орбіти зірки. Це характерно для чорних дір зоряної маси в нашій галактиці.
Далі Строхмайер звернувся за допомогою до супутника Свіфт НАСА для пошуку тонких варіацій рентгенівських променів, які б сигналізували про орбіту донорської зірки NGC 5408 X-1. "Swift унікально забезпечує як чутливість до рентгенівських знімків, так і гнучкість планування, щоб дозволити такий пошук", - додав він. Починаючи з квітня 2008 року, Свіфт починає кілька разів на тиждень повертати свій рентгенівський телескоп у напрямку до NGC 5408 X-1 в рамках поточної кампанії.
Швидкий виявляє незначний підйом і падіння рентгенівських променів кожні 115,5 днів. "Якщо це справді орбітальний період зоряного супутника", - сказав Строгмайер, - то це, швидше за все, гігантська або надгігантська зірка між трьома і п'ятьма більшими від сонячної маси (1 сонячна маса - це маса Сонця). Це дослідження було прийнято до публікації у майбутньому номері журналу The Astrophysical Journal.
Спостереження Свіфта охоплюють лише близько чотирьох орбітальних циклів, тому для підтвердження орбітальної природи рентгенівської модуляції потрібно тривале спостереження.
"Астрономи довго вивчали NGC 5408 X-1, оскільки він є одним з найкращих кандидатів на чорну діру середньої маси", - додає Філіп Каарет в Університеті Айови, який вивчав об'єкт на радіохвилях, але не пов'язаний ні з одним із досліджень. "Ці нові результати досліджують те, що відбувається близько до чорної діри, і додають вагомих доказів того, що вона є надзвичайно масовою".
Папір: Докази чорної діри середньої маси в NGC 5804
Джерело: NASA
