Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 24.09.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Сверхмассивные чёрные дыры могут перерастать свои галактики

shortstoryf

Самые большие чёрные дыры во вселенной растут существенно быстрее, чем происходит формирование новых звёзд в их галактикам. Это открытие следует из двух новых исследований, в рамках которых анализировались данные рентгеновской обсерватории «Чандра» и некоторых других телескопов.

За многие годы астрономы собрали достаточно материала о формировании звёзд в галактиках и о росте сверхмассивных чёрных дыр (то есть таких, масса которых равна миллионам и миллиардам масс Солнца) в центрах этих галактик. Эти данные показали, что и чёрные дыры, и звёзды растут в согласии друг с другом. Теперь, результаты двух независимых групп исследователей указывают, что чёрные дыры в крупных галактиках вырастают намного быстрее, чем в менее крупных.

«Мы пытаемся реконструировать эту гонку, которая началась миллиарды лет назад. Для этого мы используем экстраординарные данные, полученные от разных телескопов, чтобы выяснить, как это космическое соревнование стартовало», — Гуан Ян из Государственного университета Пенсильвании, который руководил одной работой.

Используя большие объёмы данных, переданных рентгеновской обсерваторией «Чандра», космическим телескопом «Хаббл» и другими обсерваториями, Ян и его коллеги изучили скорость роста чёрных дыр в галактиках на расстояниях от 4.3 до 12.2 миллиардов световых лет от Земли. Рентгеновские данные включали в себя информацию от таких обзоров, как Chandra Deep Field-South & North и COSMOS-Legacy. Учёные вычислили отношение между темпом роста сверхмассивной чёрной дыры и темпом роста звёзд в её галактике. Общепринятая идея говорит о том, что это отношение приблизительно постоянное для всех галактик.

Галактики Чёрные дыры

Изображение древних галактик с чёрными дырами. рентгеновские данные показаны голубыми оттенками. Во врезке показана иллюстрация художника о том, как из чёрной дыры вырываются джеты. Источник: X-ray: NASA/CXC/Penn. State/G. Yang et al & NASA/CXC/ICE/M. Mezcua et al.; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/A. Jubett

Вместо этого Ян и его коллеги обнаружили, что это отношение намного выше для более крупных галактик. Для галактик, содержащих примерно 100 миллиардов солнечных масс в виде звёзд, отношение приблизительно в 10 раз выше, чем для галактик, обладающих массой звёзд примерно в 10 миллиардов солнечных.

«Очевидный для нас вопрос состоит в том, почему так происходит? Возможно, крупные галактики более эффективно доставляют холодный газ в свои центральные чёрные дыры, чем менее крупные», — Нил Бранд, соавтор работы из Государственного университета Пенсильвании.

Другая группа учёных, независимо от первой, нашла доказательства того, что рост самых крупных чёрных дыр вообще опережает рост массы звёзд в их галактиках. Мар Мезкуа из Института космических исследований в Испании и её коллеги изучили чёрные дыры в одних из самых ярких и самых крупных галактиках во вселенной. Всего было изучено 72 объекта, расположенных в центрах скоплений галактик, располагающихся на расстояниях примерно до 3.5 миллиарда световых лет от Земли. Для этого исследователи воспользовались рентгеновскими данными от «Чандры» и радио информацией от австралийского массива Telescope Compact Array, комплекса VLA (Very Large Array) и VLBA (Very Long Baseline Array).

Мезкуа с коллегами оценила массы чёрных дыр в этих скоплениях галактик при помощи одного известного соотношения, которое показывает взаимосвязь между массой чёрной дыры и рентгеновской эмиссией, связанной с ней. Оказалось, что массы этих дыр были примерно в десять раз больше, чем массы, оценённые другим методом, используя предположение, что чёрные дыры и галактики выросли в тандеме.

«Мы обнаружили чёрные дыры, которые намного больше, чем мы ожидали. Возможно, в этой гонке роста они приняли участие первыми, или они разрастались на максимально возможной скорости в течение миллиардов лет».

Исследователи выяснили, что почти половина чёрных дыр, участвующих в их исследовании, обладали массой, которая, по крайней мере, в 10 миллиардов раз больше Солнца. Получается, что они находятся в экстремальной весовой категории, которую некоторые астрономы называют «ультрамассивными» чёрными дырами.

«Мы знаем, что чёрные дыры — экстремальные объекты. Таким образом, нам не должно казаться странными, что самые неординарные их примеры нарушают правила, которым они, как нам казалось, должны следовать», — Дж. Хлавачек-Ларрондо, соавтор работы из Монреальского университета.

Работа Мезкуа была опубликована в февральском выпуске 2018 года ежемесячного издания Королевского Астрономического Общества, доступна по ссылке (https://arxiv.org/abs/1710.10268). Статья Яна была принята к печати и опубликуется в апреле 2018 года в том же издании. Препринт доступен по ссылке (https://arxiv.org/abs/1710.09399).

По информации Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

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