Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 11.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Гигантская пара чёрных дыр отвлекла учёных от галактики Андромеда

Гигантская пара чёрных дыр отвлекла учёных от галактики Андромеда
shortstoryf

Многие из вас наверняка сталкивались с таким понятием, как фотобомба. Даже если вы не знаете этого слова, сразу поймёте, о чём речь. Этим словом описывают фотографии, на которых объект заднего плана привлекает к себе большее внимание, нежели сам объект съёмки. Например, когда кто-то из друзей позади дурачится на серьёзном фото. Оказалось, что такое понятие применимо и к космическим объектам: пара чёрных дыр не смогла сопротивляться искушению «побаловаться» на изображениях галактики Андромеда. Изучив этот снимок, учёные, впоследствии, сообщили, что наблюдаемые фоновый объект может быть парой сверхмассивных чёрных дыр, связанных друг с другом очень сильной гравитацией.

Астрономы сделали это замечательное открытие используя рентгеновскую обсерваторию «Чандра» и оптические данные от наземных телескопов «Джемини-Север» на Гавайях и Palomar Transient Factory в Калифорнии. Этот необычный источник, названный LGGS J004527.30+413254.3 (или J0045+41, если короче), был замечен на оптических и рентгеновских изображениях галактики Андромеда, также известной как M31. До недавнего времени учёные думали, что J0045+41 был объектом внутри M31 — большой спиральной галактики, расположенной относительно близко от Земли, на расстоянии примерно 2.5 миллиона световых лет от Земли. Новые данные, однако, показали, что J0045+41, фактически, находится на намного большем расстоянии, примерно 2.6 миллиарда световых лет от Земли.

«Мы искали особый тип звёзд в M31 и думали, что нашли одну из них. Оказалось, что это является не звездой, а чем-то намного более странным», — Тревор Дорн-Валленштейн из Вашингтонского университета в Сиэтле.

Ещё более удивительным, даже по сравнению с огромным расстоянием, оказалось то, что J0045+41, вероятно, содержит пару гигантских чёрных дыр, вращающихся по очень близкой орбите вокруг друг друга. Предполагаемая общая масса этих двух сверхмассивных чёрных дыр примерно в двести миллионов раз больше нашего Солнца. Ранее другая команда астрономов наблюдала этот объект, и по его периодическим изменениям в оптическом свете определила, что J0045+41 является членом M31, классифицировав его как пару звёзд, которые двигаются вокруг друг друга, делая один раз в 80 дней.

Андромеда

Часть галактики Андромеда. Во вставке показано расположение пары сверхмассивных чёрных дыр. Источник: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Washington/T.Dorn-Wallenstein et al.; Optical: NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler

Интенсивность рентгеновского источника, наблюдаемого «Чандрой», показала, что первоначальная классификация была неправильной. Скорее объект J0045+41 был похож на бинарную звёздную систему, содержащую нейтронную звезду или чёрную дыру, которая забирает вещество от своего компаньона. Именно такой тип звёзд и искал первоначально Дорн-Валленштейн. Или же этот объект должен быть более крупной и отдалённой системой, которая содержит, по крайней мере, одну быстро растущую сверхмассивную чёрную дыру.
Однако спектр от телескопа «Джемини-Север», полученный Вашингтонским университетом, показал, что J0045+41 должен содержать, по крайней мере, одну сверхмассивную чёрную дыру, и позволил оценить расстояние до него. Спектр также предоставил возможные свидетельства, что вторая чёрная дыра также присутствует в J0045+41 и перемещается на скорости, отличной от первой. Именно такое поведение ожидается, если две чёрные дыры будут вращаться вокруг друг друга.

Тогда астрономы воспользовались помощью Palomar Transient Factory в поисках периодических изменений света, приходящего от J0045+41. Были найдены несколько характерных периодов, включая 80 и 320 дней. Отношение между этими двумя периодами соответствует тому, что было предсказано теоретической работой о динамике двух чёрных дыр, вращающихся вокруг друг друга.

«Это первый раз, когда такие убедительные доказательства были выявлены для пары гигантских чёрных дыр», — Эмили Левеск, соавтор работы.

Исследователи оценивают, что эти две предполагаемые чёрные дыры вращаются вокруг друг друга с разделением, в несколько сотен раз превышающем расстояние между Землёй и Солнцем. Это расстояние соответствует одной сотой светового года. Для сравнения: самая близкая к нам звезда расположена на расстоянии четырёх световых лет от Солнца. Такая странная система могла быть сформирована в результате слияния двух галактик, прошедшего миллиардами лет ранее. Причём, каждая из этих галактик содержала в себе сверхмассивную чёрную дыру. В их текущем расположении они неизбежно приблизятся друг к другу ещё ближе, испуская при этом гравитационные волны.

«Мы не способны точно определить, сколько массы содержит каждая из этих чёрных дыр. В связи с этим мы можем предположить, что они сольются всего лишь через 350 лет или через 360000 лет», — Джон Руан из Вашингтонского университета.

Если объект J0045+41 действительно содержит две близкие чёрные дыры, то он обязательно будет испускать гравитационные волны, однако до сих пор их сигнал не был обнаружен передовыми детекторами LIGO и Virgo. Известно, что эти наземные устройства смогли обнаружить слияние чёрных дыр звёздной массы не более 60 Солнц, а совсем недавно и слияния двух нейтронных звёзд.

«Дело в том, что слияние сверхмассивных чёрных дыр происходит как в замедленном движении по сравнению с подобными объектами звёздной массы. Поэтому, намного более медленные изменения в гравитационных волнах от системы J0045+41 могут быть надёжнее обнаружены другим типом детектора гравитационных волн, таким как Pulsar Timing Array».

По информации Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google