|
Небольшие галактики могут противостоять черным дырам
|
|
|
|
Согласно недавнему исследованию, проведенному с использованием рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра", в центрах большинства небольших галактик могут не быть сверхмассивных черных дыр. Это противоречит распространенному мнению о том, что почти в ядрах каждой галактики есть одна из таких гигантских черных дыр, поскольку НАСА лидирует в мире по изучению секретов устройства Вселенной.
|
|
|
|
Команда астрономов использовала данные из более чем 1600 галактик, собранные за более чем два десятилетия работы миссии "Чандра". Исследователи изучили галактики, масса которых варьировалась от более чем в десять раз превышающих массу Млечного Пути, до карликовых галактик, звездная масса которых составляет менее нескольких процентов массы нашей родной галактики. Статья, описывающая эти результаты, была опубликована в The Astrophysical Journal.
|
|
|
|
Команда ученых сообщила, что только около 30% карликовых галактик, вероятно, содержат сверхмассивные черные дыры. "Важно точно подсчитать количество черных дыр в этих галактиках меньшего размера", - сказал Фань Цзоу из Мичиганского университета в Энн-Арборе, который руководил исследованием. "Это больше, чем просто бухгалтерия. Наше исследование дает представление о том, как рождаются сверхмассивные черные дыры. Оно также дает важные подсказки о том, как часто можно обнаружить сигнатуры черных дыр в карликовых галактиках с помощью новых телескопов или телескопов будущего".
|
|
|
|
|
|
|
Как обнаруживаются черные дыры в галактиках
|
|
|
|
Когда вещество падает на черные дыры, оно нагревается за счет трения и испускает рентгеновское излучение. Многие массивные галактики, представленные в исследовании, содержат в своих центрах яркие рентгеновские источники, что является явным признаком сверхмассивных черных дыр в их центрах. Команда пришла к выводу, что более 90% массивных галактик, включая галактики с массой Млечного Пути, содержат сверхмассивные черные дыры.
|
|
|
|
Однако у небольших галактик, участвовавших в исследовании, обычно не было таких однозначных сигналов о черных дырах. Галактики с массой менее трех миллиардов солнц — примерно такой же, как у Большого Магелланова облака, близкого соседа Млечного Пути, — обычно не содержат ярких рентгеновских источников в своих центрах.
|
|
|
|
Исследователи рассмотрели два возможных объяснения такого отсутствия источников рентгеновского излучения. Первое заключается в том, что доля галактик, содержащих массивные черные дыры, значительно ниже в этих менее массивных галактиках. Во-вторых, количество рентгеновских лучей, испускаемых материей, падающей на эти черные дыры, настолько слабое, что "Чандра" не может его обнаружить.
|
|
|
|
"Основываясь на нашем анализе данных, полученных с помощью телескопа "Чандра", мы считаем, что в этих небольших галактиках действительно меньше черных дыр, чем в их более крупных аналогах", - сказала Елена Галло, соавтор исследования, также из Мичиганского университета.
|
|
Исследуя причины меньшего количества черных дыр
|
|
|
|
Чтобы прийти к такому выводу, Зу и его коллеги рассмотрели обе возможности отсутствия источников рентгеновского излучения в маленьких галактиках на примере большой выборки "Чандра". Количество газа, попадающего в черную дыру, определяет, насколько яркими или слабыми они будут в рентгеновских лучах. Поскольку ожидается, что черные дыры меньшего размера поглощают меньше газа, чем черные дыры большего размера, они должны быть слабее в рентгеновских лучах и часто не поддаваться обнаружению. Исследователи подтвердили это предположение.
|
|
|
|
Однако они обнаружили, что в менее массивных галактиках наблюдается дополнительный дефицит источников рентгеновского излучения, превышающий ожидаемое снижение из-за уменьшения количества газа, попадающего внутрь. Этот дополнительный дефицит может быть объяснен тем, что во многих галактиках с малой массой просто нет черных дыр в их центрах. Команда пришла к выводу, что снижение количества рентгеновских наблюдений в галактиках с меньшей массой отражает истинное уменьшение числа черных дыр, расположенных в этих галактиках.
|
|
Выводы для теорий образования черных дыр
|
|
|
|
Этот результат может иметь важное значение для понимания того, как образуются сверхмассивные черные дыры. Есть две основные идеи: согласно первой, гигантское газовое облако непосредственно коллапсирует в черную дыру, масса которой с самого начала в тысячи раз превышала массу Солнца. Другая идея заключается в том, что сверхмассивные черные дыры вместо этого образуются из гораздо меньших черных дыр, образующихся при коллапсе массивных звезд.
|
|
|
|
"Ожидается, что образование больших черных дыр будет происходить реже, в том смысле, что это происходит преимущественно в самых массивных формирующихся галактиках, так что это объясняет, почему мы не находим черные дыры во всех галактиках меньшего размера", - сказал соавтор Анил Сет из Университета Юты.
|
|
|
|
Это исследование подтверждает теорию о том, что гигантские черные дыры рождаются уже с массой, в несколько тысяч раз превышающей массу Солнца. Если бы другая идея была верна, исследователи сказали, что они ожидали бы, что в меньших галактиках, вероятно, будет такая же доля черных дыр, как и в более крупных.
|
|
|
|
Этот результат также может иметь важные последствия для скорости слияния черных дыр в результате столкновений карликовых галактик. Значительно меньшее количество черных дыр приведет к уменьшению количества источников гравитационных волн, которые в будущем будут обнаружены космической антенной лазерного интерферометра. Количество черных дыр, разрывающих звезды на части в карликовых галактиках, также будет меньше.
|
|
|
|
Источник
|
