Пожиратель газа из черных дыр может объяснить странные сверхяркие рентгеновские лучи

Галактика NGC 7793

На этом изображении показана галактика NGC 7793 на расстоянии 12 миллионов световых лет от Земли. Галактика является домом для прожорливой черной дыры P13, которую легко увидеть как самый яркий синий источник в нижней части изображения. (Изображение предоставлено: рентгеновский снимок (НАСА / CXC / Страсбургский университет / М. Пакулл и др.); Оптический (ESO / VLT / Страсбургский университет / М. Пакулл и др.); H-альфа (NOAO / AURA / NSF / CTIO 1,5м))



Черная дыра пожирает звезду быстрее, чем думали ученые, и испускает необычно яркие рентгеновские сигналы, которые могут помочь ученым понять группу странных сверхярких объектов в глубоком космосе.



По словам исследователей, открытие помогает пролить свет на происхождение так называемых сверхъестественных источников рентгеновского излучения, а также предполагает, что черные дыры могут расти быстрее, чем считалось ранее.

В конце 1970-х астрономы обнаружили источники необычно яркого рентгеновского излучения, сверкающего в глубоком космосе. Долгое время было непонятно, что это за сверхъестественные источники рентгеновского излучения. Ученые думали, что черные дыры являются источником этих загадок, а материя вокруг них испускает свет, когда черные дыры разрывают ее на части, но они не согласились с тем, какой может быть масса черных дыр. [Самые странные черные дыры в космосе]

Черная дыра (бывшее) солнце



Большинство черных дыр образуются во время насильственной смерти гигантских звезд. Эти черные дыры звездной массы весят от трех до 100 масс Солнца. На другом конце диапазона размеров находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу Солнца, и скрываются в центрах галактик.

Сверхмассивные источники рентгеновского излучения имеют яркость между звездной массой и сверхмассивными черными дырами. Таким образом, исследователи предположили, что эти сверхъестественные источники рентгеновского излучения могут включать черные дыры средней массы, которые в сотни или тысячи раз превышают массу Солнца.

Однако теперь ученые идентифицировали один сверхъестественный источник рентгеновского излучения, и он оказался не черной дырой промежуточной массы, а скорее необычно яркой черной дырой звездной массы, не более чем в 15 раз превышающей массу Солнца.



«Черные дыры с относительно скромными массами могут найти способы излучать огромную рентгеновскую светимость», - сказал demokratija.eu ведущий автор исследования Кристиан Мотч, астроном из Страсбургского университета во Франции.

частицы черной дыры убегают

Маленькая черная дыра, быстрый людоед

Речь идет о черной дыре P13 на окраине соседней спиральной галактики NGC 7793, примерно в 12 миллионах световых лет от нас. Эта черная дыра, безусловно, самый яркий источник рентгеновского излучения в ее галактике, была обнаружена более 30 лет назад рентгеновским телескопом Эйнштейна НАСА.



У черной дыры есть звезда-компаньон, своего рода голубой сверхгигант, в 18–23 раза превышающий массу Солнца. Когда газ от этого компаньона засасывается в P13, это вещество становится очень горячим и ярким, делая черную дыру как минимум в миллион раз ярче, чем Солнце.

В течение восьми лет астрономы наблюдали за черной дырой и ее спутником с помощью комбинации оптических и рентгеновских телескопов - очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили, а также XMM-Newton Европейского космического агентства и Chandra НАСА. и рентгеновские обсерватории Swift в космосе. Исследователи определили, что черная дыра и ее звезда-компаньон совершают очень овальный оборот вокруг друг друга каждые 64 дня.

Когда черная дыра приближается к звезде, рентгеновские лучи от нее нагреваются и осветляют сторону звезды, обращенную к черной дыре. Тщательно смоделировав этот эффект, астрономы смогли оценить массу черной дыры.

Ненасытный аппетит

Количество света, испускаемого черной дырой, предполагает, что она поглощает газ с исключительной скоростью - эквивалент массы Луны каждые три недели или массы Земли каждые четыре года. Это значительно больше теоретического максимума, известного как предел Эддингтона, который представляет собой точку, в которой энергия, выделяемая веществом, устремляющимся к черной дыре, должна ограничивать количество вещества, питающего эту черную дыру.

Исследования все чаще показывают, что черные дыры могут преодолеть предел Эддингтона. Эти так называемые суперэддингтоновские темпы роста могут иметь ряд различных объяснений - например, излучение, которое обычно может помочь оттолкнуть материю от черной дыры, может быть поглощено веществом, попадающим в черную дыру, сказал Мотч.

Эти новые результаты предполагают, что черные дыры звездной массы, растущие со скоростью суперэддингтона, могут помочь объяснить «большинство сверхъестественных источников», - сказал Мотч. Однако некоторые сверхъяркие источники рентгеновского излучения слишком яркие, чтобы быть черными дырами звездной массы, даже если предположить, что скорость роста сверхэддингтоновских или длины волн рентгеновского излучения, которые они излучают, соответствуют темпам роста ниже предела Эддингтона. Эти другие сверхъестественные источники рентгеновского излучения «могут питаться от массивных звездных черных дыр до 100 солнечных масс или от черных дыр промежуточных масс», - сказал Мотч.

Открытие черной дыры подробно описано в 9 октября выпуск журнала Nature. .

Подписывайтесь на нас @Spacedotcom , Facebook а также Google+ . Оригинальная статья о demokratija.eu .