Стрелец, подвинься: в центре Млечного пути обнаружены новые черные дыры
Космос Автор: Яна Жежер | 19 апреля, 13:36
Движение звезд в галактиках похоже на вращение газового облака: более массивные частицы устремляются ближе к центру. В астрономических масштабах это означает, что центр нашей Галактики должен быть буквально усеян тысячами черных дыр. Астрономам наконец-то удалось засечь тринадцать объектов, которые подтверждают данную гипотезу.
Стрелец А*
Изучая собственное движение и угловые скорости звезд в центральной части Млечного пути, астрономы пришли к выводу, что в центре нашей Галактики находится черная дыра массой в несколько миллионов масс Солнца. Также существуют веские основания полагать, что похожим образом выглядят и центры других галактик.
Черная дыра в центре Млечного пути имеет название Стрелец A* (Sagittarius A* или коротко, Sgr A*), она была обнаружена в 70-80-х годах ХХ века.
Сразу несколько групп ученых на различных телескопах производили наблюдения области центра Галактики, и изначально было выявлено наличие радиоисточника, природа которого была непонятна.
Длительное изучение движения звезд рядом с Sgr A* позволило оценить массу и размер объекта: исходя из полученных результатов было предположено, что Стрелец А* является черной дырой.
Relax, take it easy
Движение звезд в галактиках определяется в первую очередь силами тяготения, и по своей сути очень похоже на движение газа: множество звезд двигаются как единое целое и при этом оказывают влияние друг на друга за счет взаимного притяжения и столкновений.
Система звезд, в которой небесные тела находятся довольно далеко друг от друга, может прийти в состояние равновесия и находиться в нем неограниченно долго. Процесс становления такой картины называется релаксацией, и он происходит за счет «перемешивания» траекторий звезд при их движении в общем гравитационном поле.
Галактический касп
Центральная область Галактики интересна тем, что, благодаря высокой плотности материи, время релаксации для звезд меньше времени жизни Млечного пути.
Переход к стационарному состоянию приводит к тому, что распределение вещества имеет резкий пик ближе к центру: в астрономии он называется каспом.
Звезды в каспе могут подходить друг к другу очень близко и сталкиваться, а также разрушаться приливными силами черной дыры или просто падать на нее.
С другой стороны, релаксация должна приводить к тому, что наиболее массивные объекты «просачиваются» ближе к центру.
Такое поведение в первую очередь должно быть свойственно черным дырам: согласно расчетам, в центре Галактики должны находиться десятки тысяч черных дыр, суммарная масса которых составляет порядка 5% от массы Стрельца А*. А более легкие небесные тела, звезды, наоборот, «выдавливаются» из этой области.
Некоторые из черных дыр в процессе своего движения сольются с Sgr A*, но астрономы показали, что скорость этого процесса невелика, и основная их часть все еще находится в центральной области Галактики. Однако экспериментальное наблюдение черных дыр крайне затруднено, и длительное время астрономам не удавалось найти даже несколько, не говоря уже о тысячах, неуловимых объектов.
Полученные результаты: Sgr A* показан желтым, найденные черные дыры – голубым
Чертова дюжина
Группа американских ученых обратилась к данным космического телескопа «Chandra», который уже более восемнадцати лет работает на земной орбите и наблюдает излучение в рентгеновском диапазоне.
Была определена область для изучения – от 0.2 до 3.8 парсек вокруг Sgr A*. Согласно имеющимся данным, в этом регионе находится 415 источников. Астрономы выделили из них двойные рентгеновские системы: это пара из двух объектов, один из которых является обычной звездой, а другой – массивный и компактный – либо нейтронной звездой, либо черной дырой.
Таких источников оказалось всего тринадцать, и все они находятся на расстояниях не больше одного парсека до Sgr A*. Подобные объекты сложно отделить от миллисекундных пульсаров, поэтому вплоть до половины из них могут оказаться не черными дырами.
Однако, полученный результат согласуется с нижней оценкой количества черных дыр вблизи центра Млечного пути: не исключено, что в ближайшее время будут обнаружено еще множество черных дыр, данные о которых, возможно, смогут пролить свет на некоторые тайны устройства самых загадочных объектов во Вселенной.
Поделиться Поделиться
Стрелец А
Объекты глубокого космоса > Черные дыры > Стрелец А
Стрелец А – радиоисточник, посылающий сигналы из центра Млечного Пути: описание и характеристика в созвездии Стрелец, фото Хаббла, сверхмассивная черная дыра.
Стрелец А – радиоисточник, распространяющий сигналы из галактического центра. Расположен близко к границе со Скорпионом в направлении Стрельца. Представлен остатком сверхновой Стрелец А Восток, спиралью Стрелец А Запад и миниатюрным радиоисточником в центре спирали – Стрелец А*.
Стрелец А* – самое точное предположение касательно проживания центральной сверхмассивной черной дыры. Она удалена от нас на 26000 световых лет.
Стрелец А нельзя разглядеть в прямом наблюдении, потому что прячется за крупными пылевыми облаками.
Центр Млечного Пути находится в созвездии Стрелец. Если наблюдать в прямой видимости, то большая часть пространства будет скрываться за плотными пылевыми облаками. Но инфракрасный обзор позволяет справиться с этим затруднением. В снимке миссии 2MASS заметно огромное количество спрятанных звезд, удаляющихся буквально к самому центру.
Слева можете заметить ядро, отдаленное на 25000 световых лет и вмещающее сверхмассивную черную дыру. Красный цвет звезд связан с пылью. То же самое можно заметить при наблюдении за Солнцем. Лучше всего рассматривать галактический центр в инфракрасных детекторах. Вы увидите, что три названых компонента как бы наложены друг на друга. Наиболее крупный – Стрелец А Восток.
Далее идет спираль и в самом центре – Стрелец А*
Лучше всего рассматривать галактический центр в инфракрасных детекторах. Вы увидите, что три названых компонента как бы наложены друг на друга. Наиболее крупный – Стрелец А Восток. Далее идет спираль и в самом центре – Стрелец А*
Стрелец А Восток
Остаток сверхновой представлен нетермическим радиоисточником, чей размер уступает привычным объектам этого типа. В ширину простирается на 25 световых лет. Полагают, что возник в 35000-100000 годах до н.э. после взрыва.
Но такой размер намекает на то, что ему понадобилось бы в 50-100 раз больше энергии, чем для стандартного случая. Поэтому взорвавшаяся звезда должна была сжаться, потому что подошла к центральной черной дыре.
Стрелец А Запад
Иногда его еще называют миниспиралью, потому что выглядит как спираль с тремя рукавами.
Гамма-линии ионизированного водорода создают подобие спирали с тремя рукавами. Для этого снимка использовали сведения со спектрографа BEAR телескопа Канада-Франция-Гавайи. Цветовые оттенки отображают различные лучевые скорости. Они переданы в спектре (верхняя левая вставка)
Но не верьте своим глазам, потому что попадетесь на иллюзию. Трехмерная структура не имеет ничего общего со спиралью. Это пылевые и газовые облака, совершающие обороты вокруг Стрельца А* и падающие внутрь с ускорением в 1000 км/с.
Черная дыра Стрелец А*
Стрелец А* – скорее координаты центральной сверхмассивной черной дыры в галактике Млечный Путь. Вокруг нее вращаются звезды, чьи скорости превосходят остальные звезды. Одна из них (S2) разгонялась до 5000 км/с.
Диаметр – 44 миллиона км (дистанция Меркурий-Солнце). Заметно огромное количество инфракрасных, гамма и рентгеновских лучей. Кажется лишенным движения, но облака вокруг остаются активными.
Для расчета массы использовали законы Кеплера, вычислили период и полуосновную ось звездной орбиты (17 световых часов). Получилось – 4 миллиона солнечных масс.
Под эти характеристики подходит только черная дыра.
13-15 февраля 1974 года объект нашли Роберт Браун и Брюс Балик.
За перемещением звезды S2 следили 10 лет и результаты подтвердили предположения о том, что Стрелец А* отображает местоположение массивной черной дыры.
В ноябре 2004 года зарегистрировали кандидата в черную дыру средней массы – GCIRS 13E. Он располагался в 3 световых годах от Стрельца А*. Черную дыру нашли в скоплении из 7 звезд, а по массе превышала солнечную в 1300 световых лет.
Масса Стрельца А* – 4.31 ± 0.38 миллионов солнечных. Исследование в 2008 году возглавил Рейнхард Гензель, сказавший, что это лучшее доказательство существования сверхмассивных черных дыр.
Стоит отметить что Стрелец А* не соответствует расположению черной дыры в точности. Если бы это было так, то вы смогли бы зафиксировать эффект гравитационного линзирования (изгибание света дальнего объекта в гравитации более массивного на переднем плане).
Этого не наблюдается, поэтому радиоизлучение Стрельца А* не сконцентрировано на черной дыре, а исходит от яркого пятна вокруг, недалеко от горизонта событий. То есть, сигнал поступает не от самой дыры, а от поглощаемого ею материала.
Первый сфокусированный вид сверхмассивной черной дыры в высокоэнергетическом рентгеновском свете удалось отобразить при помощи NuSTAR. Кадр на фоне в инфракрасном свете демонстрирует позицию крупной черной дыры – Стрелец А*.
Яркая белая точка на главном снимке – наиболее горячий материал, подошедший слишком близко, а розовое пятно – раскаленный газ, относящийся к соседнем