Зображення центральної області галактики зіркових вибухів M82. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Вчені, що використовують рентгенівський дослідник часового діапазону NASA Россі, виявили приречену зірку на орбіті, що здається чорною дірою середнього розміру? теоретизована категорія чорної діри «між ними», яка ухиляється від підтвердження та засмучує науковців вже не одне десятиліття.
З відкриттям зірки та її орбітального періоду вчені тепер за крок від вимірювання маси такої чорної діри - кроку, який би допоміг перевірити її існування. Період та місце зірки вже вписуються в основну теорію того, як ці чорні діри могли формуватися.
Команда під керівництвом професора Філіпа Кааре з Університету Айови, штат Айова, оголосила про ці результати сьогодні в Science Express. Результати також з’являться у випуску Science за 27 січня.
"Ми зловили цю інакше звичайну зірку на унікальній стадії її еволюції, до кінця її життя, коли вона переросла у фазу червоного гіганта", - сказав Каарет. «В результаті газ із зірки розливається в чорну діру, в результаті чого весь регіон загоряється. Це добре вивчений регіон неба, і ми помітили зірку з невеликою долею та великою наполегливістю ».
Чорна діра - предмет, такий щільний і з силою тяжіння, настільки інтенсивним, що ніщо, навіть світло, не може уникнути його потягу один раз у межах своєї межі. Область чорної діри стає видимою, коли матерія падає до неї і нагрівається до високих температур. Це світло випромінюється до того, як матерія перетне кордон, який називається горизонтом подій.
Наша галактика заповнена мільйонами чорних дір зоряної маси, кожна з масою декількох сонців. Вони формуються від розпаду дуже масивних зірок. Більшість галактик мають в своїй основі надмасивну чорну діру, що містить масу від мільйонів до мільярдів сонців, приурочених до регіону не більшого, ніж наша Сонячна система. Вчені не знають, як вони формуються, але це, ймовірно, тягне за собою обвал величезних кількостей споконвічного газу.
"За останнє десятиліття кілька супутників знайшли докази нового класу чорних дір, який може становити від 100 до 10000 сонячних мас", - сказав доктор Жан Суонк, науковець проекту Rossi Explorer в Центрі космічних польотів NASA Goddard, Greenbelt , Md. "Проводилися дискусії про маси та те, як формуються ці чорні діри. Россі дав нове важливе розуміння ».
Ці підозрювані чорні діри середньої маси називають ультрасвітніми рентгенологічними об'єктами, оскільки вони є яскравими джерелами рентгенівських променів. Насправді більшість цих оцінок маси чорних дір ґрунтувалися виключно на розрахунку того, наскільки сильним є гравітаційний потяг для отримання світла заданої інтенсивності.
Група Кааре в університеті Айови, до складу якої входять професор Корнелія Ланг та Мелані Сімет, студентка, здійснила вимірювання, яке може бути використане в рівнянні для прямого обчислення маси. Використовуючи пряму ньютонівську фізику, вчені можуть обчислити масу об'єкта, коли вони знають орбітальний період і швидкість менших об'єктів, що обертаються навколо нього.
"Ми виявляли зростання і падіння рентгенівського світла кожні 62 дні, ймовірно, спричинене орбітою зірки-супутника навколо чорної діри", - сказав Сімет. "Швидкість руху буде важко визначити, однак, тому що зірка розташована в такій замурованій пилом області. Це робить оптичним та інфрачервоним телескопам важко спостерігати за зіркою та робити розрахунки швидкості. Але поки що знання просто орбітального періоду дуже показове.
Підозрювана чорна діра середньої маси, відома як M82 X-1, є добре вивченим надсвітнім рентгенівським об'єктом у сусідньому зоряному скупченні, що містить близько мільйона зірок, упакованих в регіон лише близько 100 світлових років. Провідна теорія пропонує, що безліч зіркових зіткнень за короткий період у переповненому регіоні створить короткочасну гігантську зірку, яка обвалиться у чорну діру на 1000 сонячних мас. Скупчення поблизу M82 X-1 має досить високу щільність, щоб утворити таку чорну діру. Жоден звичайний супутник не міг забезпечити достатню кількість палива, щоб M82 X-1 блищав так яскраво. Але 62-денний орбітальний період означає, що супутник повинен мати дуже низьку щільність. Це відповідає сценарію, коли роздута супергігантська зірка втрачає масу зі швидкістю, достатньою для подачі палива M82 X-1.
"З цим відкриттям орбітального періоду ми тепер маємо послідовну картину всієї еволюції бінарної чорної діри середньої маси", - сказав Каарет. "Він утворився у" супер "зірковому скупченні; чорна діра тоді захопила зірку-компаньйона; зірка-супутник еволюціонувала до гігантської сцени; і ми зараз бачимо це як надзвичайно світиться джерело рентгенівських променів, оскільки супутня зірка розширилася і живить чорну діру. "
Оригінальне джерело: NASA News Release
