Lubang hitam besar ditemui dalam kelompok bintang Omega Centaurus • Sergey Popov • Berita Sains mengenai "Unsur-unsur" • Gambar Sains Saintifik Astronomi

Dalam kelompok bintang Omega Centauri mendapati lubang hitam besar

Rajah. 1. Pengedaran ketumpatan dalam kluster bintang Omega Centauri. Sumbu mendatar menunjukkan jarak dari pusat kluster pada unit sudut (saat arka); pada vertikal – kepadatan dalam massa matahari per parsec kubik (skala logaritma). Lengkung bawah sepadan dengan pengedaran bintang – bahan bercahaya. Bahagian atas mencerminkan sumbangan komponen gelap jisim. Keluk ini diperoleh daripada kajian pengedaran halaju bintang di bahagian tengah kluster. Perbezaan yang signifikan di antara kedua-dua lengkung ini menunjukkan bahawa terdapat jisim yang tidak kelihatan di tengah kluster. Ia dapat dilihat bahawa ketumpatan komponen gelap di kawasan terdalam mencapai beberapa juta jisim suria dalam parsec padu. Rajah. dari artikel yang dibincangkan Noyola E. et al., arXiv: 0801.2782

Menurut pemerhatian di Teleskop Angkasa Hubble dan Gemini Ground Telescope, tanda-tanda yang serius telah diterima bahawa terdapat lubang hitam dengan massa kira-kira 30,000-50,000 massa solar di kluster bintang Omega Centauria. Ini, pertama, mengesahkan bahawa Omega Centauri bukanlah kumpulan globular biasa Galaxy kita, tetapi sisa galaksi kerdil yang ditangkap oleh kita.Kedua, jisim lubang hitam terbuka sangat sesuai dengan kebergantungan kuantiti yang diketahui pada jisim komponen sfera dalam galaksi, yang membolehkannya untuk memperluaskan hubungan ini ke rantau yang kecil (oleh ukuran galaksi). Sebelum ini, sebelum orang-orang kecil seperti itu tidak dapat dicapai.

Rajah. 2 Kelompok Omega Centaurus (NGC 5139)

Omega Centauri (ω Centauri), atau NGC 5139, adalah kumpulan bintang gergasi dengan massa kira-kira 5 juta solar. Dalam bentuk, ia kelihatan seperti bola, namun analisis terperinci mengenai sifatnya telah lama menyebabkan para saintis meragui bahawa kita hanya berurusan dengan kluster globular terbesar Galaxy kita. Omega Centauri dipercayai sebagai galaksi kecil yang ditangkap oleh kita kira-kira 10 bilion tahun yang lalu dan "dilucutkan", iaitu, kita hanya melihat teras yang padat, dan sampul bintang luar galaksi kerdil dihancurkan oleh kuasa pasang surut dan bintang-bintang mereka menjadi sebahagian daripada Galaxy kita.

Banyak ciri-ciri Omega Centauria menunjukkan asal-usul ini, contohnya, pelbagai komposisi bintang, yang memerlukan beberapa episod berbentuk bintang (cluster globular mempunyai kira-kira umur dan komposisi kimia yang sama, walaupun baru-baru ini, beberapa jenis populasi bintang telah ditemui dalam "globular" biasa).

Omega Centauri bukan satu-satunya kelompok yang dipercayai bahawa pada masa lalu ia adalah galaksi bebas. Di samping itu, kita kini melihat proses menyerap galaksi kerdil dalam konstelasi Sagittarius (gugus glob M54 mungkin teras galaksi ini). Walau bagaimanapun, Omega Centauri adalah yang terbesar dari kelompok ini, dan kajiannya adalah kepentingan khusus.

Sekiranya kumpulan ini pernah menjadi galaksi bebas, maka adalah mungkin untuk mengesyaki bahawa terdapat lubang hitam besar di pusatnya, kerana data moden memberitahu kita bahawa setiap galaksi dengan bulge besar (komponen sfera; Bahasa Inggeris bulge "bonjol, bonjol") mempunyai lubang hitam. Semakin besar bonjol, semakin besar lubang hitam.

Penulis artikel itu melakukan kajian terperinci tentang pengedaran kepadatan bintang dalam kelompok, serta halaju bintang. Hakikatnya adalah bahawa kehadiran jisim pusat yang besar membawa kepada puncak kecil – casp (dari Bahasa Inggeris puncak "penonjolan") – dalam pengedaran bintang, dan di samping itu, objek besar akan menyebabkan bintang berputar lebih laju – iaitu, penyebaran halaju akan meningkat di dalam kumpulan paling tengahadalah sukar untuk mengukur halaju bintang individu dalam kluster kerana ketumpatan spatial yang tinggi, sehingga mereka menentukan varians).

Dalam ara. Rajah 1 pada permulaan artikel menunjukkan dua pengagihan ketumpatan dalam kelompok. Lengkung bawah sepadan dengan pengedaran bintang – bahan bercahaya (kira-kira bercakap, mereka mengira bilangan bintang per unit volume dan dengan demikian menganggarkan massa). Keluk atas mencerminkan sumbangan komponen gelap (tidak kelihatan) jisim. Keluk ini diperoleh daripada kajian pengedaran halaju bintang di bahagian tengah kluster. Lagipun, kelajuan bintang tidak bergantung kepada sama ada bahan menarik mereka bersinar atau tidak. Penyebaran halaju bintang ditentukan oleh spektrum. Garis spektrum yang beralih kerana kesan Doppler disiasat. Dengan mengukur penyebaran halaju bintang pada jarak yang berbeza dari pusat kluster, adalah mungkin untuk membina profil pengedaran massa di dalamnya.

Perbezaan yang signifikan di antara kedua-dua lengkung ini menunjukkan bahawa terdapat jisim yang tidak kelihatan di tengah kluster. Komponen gelap menguasai hanya di tengah, yang menunjukkan bahawa jisimya adalah kecil berbanding dengan jisim bintang keseluruhan, dan jugabahawa bahan yang tidak kelihatan sangat tertumpu di bahagian tengah.

Oleh itu, dari segi itu jelas bahawa sesuatu yang gelap adalah "duduk" di bahagian tengah kluster. Apa boleh jadi? Sudah tentu, ia boleh menjadi satu lubang hitam besar. Tetapi mungkin terdapat beberapa alternatif? Sebagai contoh, ia boleh menjadi sekumpulan 10,000 sisa bintang (bintang neutron atau lubang hitam). Analisis kemungkinan ini dengan menggunakan model berangka menunjukkan bahawa struktur tersebut tidak dapat dibentuk dalam Omega Centauri. Jadi kita berhadapan dengan lubang hitam tunggal.

Biarkan saya mengingatkan anda bahawa terdapat dua jenis lubang hitam: massa dan supermasif. Yang pertama terbentuk selepas kejatuhan bintang besar. Oleh itu, jisim lubang hitam tersebut terletak pada jarak antara beberapa hingga beberapa puluhan massa Matahari. Yang kedua terletak di pusat-pusat galaksi banyak (lihat kajian). Lubang hitam supermassive mendapat jisim mereka kerana pertambahan gas dan bahan gelap, serta melalui penggabungan dengan lubang hitam pusat yang lain, apabila galaksi bergabung. Sekiranya galaksi cukup besar, maka lubang hitam boleh berkembang menjadi beberapa bilion massa solar.Walau bagaimanapun, masih terdapat banyak kekaburan dalam menyelesaikan persoalan pertumbuhan jisim lubang hitam supermasif (lihat, contohnya, artikel 0705.2269 dan astro-ph / 0506040). Di samping itu, astrofizik bercakap mengenai lubang hitam orang tengah. Pertama, ini dibincangkan ketika membincangkan sumber X-ray ultra kuat yang dipanggil. Kedua, lubang hitam jisim yang disyaki dalam dua kluster bulat. Dalam kes Omega Centauri, kita kemungkinan besar berurusan dengan saudara lubang hitam supermasif. Iaitu, mekanisme pembentukan lubang hitam sama seperti "saudara "nya di pusat-pusat galaksi. Mekanisme sedemikian tidak sepatutnya berfungsi untuk kelompok-kelompok globular biasa, kerana sejarah pembentukan dan kehidupan mereka berbeza.

Rajah. 3. Ketergantungan jisim lubang hitam tengah pada penyebaran halaju di dalam galaksi galaksi atau di rantau tengah kluster. Massa lubang hitam digambarkan pada paksi menegak (skala adalah logaritma, massa dinyatakan dalam massa Matahari). Penyebaran halaju bintang adalah mendatar (juga pada skala logaritma, dalam km / s). Penyebaran halaju besar sepadan dengan jisim besar komponen sfera. Rajah. dari artikel yang dibincangkan Noyola E. et al., arXiv: 0801.2782

Dalam ara.Rajah 3 menunjukkan hubungan yang diketahui antara jisim lubang hitam dan penyebaran halaju bintang.

Penyebaran ditentukan dari pemerhatian spektrum. Untuk menentukan massa lubang hitam, terdapat beberapa kaedah yang memberikan anggaran yang agak baik (ketidakpastian ditunjukkan oleh "kumis" titik-titik). Sebagai contoh, kaedah pemetaan bergema atau kaedah yang paling menarik dikaitkan dengan kajian terperinci mengenai sifat cakera di sekeliling lubang hitam menggunakan data lensing. Tetapi bercakap mengenai semua kaedah untuk menentukan massa lubang hitam supermasif akan membawa kita jauh ke sisi.

Sebagai tambahan kepada galaksi, titik untuk dua kluster globular dan untuk Omega Centauri juga diplotkan pada graf. Ia dapat dilihat bahawa mata untuk lubang hitam dalam kelompok dan dalam galaksi terletak kira-kira pada satu garis lurus. Iaitu, "potret keluarga" lubang hitam mengesahkan "kekeluargaan" mereka.

Sudah tentu, data yang diperoleh oleh pengarang artikel akan diperiksa dan dikemas kini. Hakikatnya, analisis halaju bintang dalam kluster padat itu tidak mudah. Walau bagaimanapun, hasilnya sangat dipercayai.

Adalah menarik untuk melihat beberapa jenis aktiviti lubang hitam, contohnya, dalam sinaran X-ray atau inframerah."Lubang hitam" kami, menjadi raksasa yang sangat tenang, namun, berpura-pura menjadi kegiatannya. Benar, jisim lubang hitam di Omega Centauri adalah seratus kali lebih kecil daripada jisim lubang hitam di tengah-tengah Galaxy kita, dan, lebih-lebih lagi, dalam kelompok ini terdapat kurang gas yang boleh diperolehi ke lubang hitam. Jadi manifestasi observasi lubang yang baru dibuka kemungkinan besar akan lemah – bukan untuk apa-apa yang dalam semua tahun penyelidikan Omega Centauri tidak ada manifestasi dari "monster" telah diperhatikan. Tetapi kerana terdapat motif untuk pencarian lebih dalam, sesuatu seperti itu mungkin ditemui di Omega Centauri. Lagipun, kini mula memburu sebenar untuk binatang yang pelik.

Sumber: Eva Noyola, Karl Gebhardt, Marcel Bergmann. Teleskop Gemini dan Teleskop Ruang Hubble Ketinggian Centauri / Lubang Hitam di Omega // astro-ph, 17 Jan 2008; arXiv: 0801.2782.

Sergey Popov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: