Завораживающий ритм: световые импульсы освещают редкую черную дыру.

Но по Вселенной, как оазисы в пустыне, разбросаны несколько кажущихся черных дыр более загадочного типа. Эти черные дыры средней массы, имеющие массу от сотни до нескольких сотен тысяч раз больше массы Солнца, настолько трудно измерить, что даже их существование иногда оспаривается. Мало что известно о том, как они образуются.

И некоторые астрономы задаются вопросом, ведут ли они себя как другие черные дыры.Теперь группа астрономов точно измерила — и таким образом подтвердила существование — черной дыры, которая примерно в 400 раз превышает массу нашего Солнца в галактике в 12 миллионах световых лет от Земли. Открытие, сделанное аспирантом Университета Мэриленда Дираджем Пашамом и двумя его коллегами, было опубликовано в Интернете 17 августа в журнале Nature.

Соавтор книги Ричард Мушоцки, профессор астрономии Университета Мэриленд, говорит, что рассматриваемая черная дыра является точной версией этого класса астральных объектов.«Объекты в этом диапазоне — наименее ожидаемые из всех черных дыр», — говорит Мушоцки. «Астрономы спрашивают, существуют ли эти объекты или их нет?

Каковы их свойства? До сих пор у нас не было данных, чтобы ответить на эти вопросы». По словам Мушоцки, черная дыра средней массы, которую изучала команда, не является первой, измеренной впервые, но с такой точностью измеренной первой, «сделав ее убедительным примером этого класса черных дыр».Черная дыра — это область в космосе, содержащая настолько плотную массу, что даже свет не может избежать ее гравитации.

Черные дыры невидимы, но астрономы могут их найти, отслеживая их гравитационное притяжение на других объектах. Вещество, втягиваемое в черную дыру, собирается вокруг нее, как обломки шторма, кружащие в центре торнадо.

Когда этот космический материал взаимодействует друг с другом, он производит трение и свет, образуя черные дыры среди самых ярких объектов Вселенной.С 1970-х годов астрономы наблюдали несколько сотен объектов, которые они считали черными дырами средней массы.

Но они не могли измерить свою массу, поэтому не могли быть уверены. «По причинам, которые очень трудно понять, эти объекты сопротивлялись стандартным методам измерения», — говорит Мушоцки.Пашам, который получит докторскую степень. в астрономии в UMD 22 августа сфокусировался на одном объекте в Мессье 82, галактике в созвездии Большой Медведицы. Мессье 82 — наша ближайшая «галактика со вспышкой звездообразования», в которой образуются молодые звезды. Начиная с 1999 года спутниковый телескоп НАСА, рентгеновская обсерватория Чандра, обнаружила рентгеновские лучи в Мессье 82 от яркого объекта, прозаически названного M82 X-1.

Астрономы, включая Мушоцки и соавтора Тода Стромайера из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, около десяти лет подозревали, что объект является черной дырой промежуточной массы, но оценки его массы не были достаточно точными, чтобы подтвердить это.В период с 2004 по 2010 год спутниковый телескоп NASA Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) наблюдал M82 X-1 около 800 раз, регистрируя отдельные рентгеновские частицы, испускаемые объектом.

Пашам нанес на карту интенсивность и длину волны рентгеновских лучей в каждой последовательности, затем сшил последовательности вместе и проанализировал результат.Среди материала, окружающего предполагаемую черную дыру, он заметил две повторяющиеся вспышки света. Вспышки показали ритмичный узор из световых импульсов, один из которых повторялся 5,1 раза в секунду, а другой 3,3 раза в секунду — или в соотношении 3: 2.«Два световых колебания были похожи на две пылинки, застрявшие в канавках виниловой пластинки, вращающейся на проигрывателе», — говорит Мушоцки. Если бы колебания были музыкальными ударами, они бы производили определенный синкопированный ритм.

Подумайте о босса-нове с латинскими наклонностями или мелодии из The Beatles ‘Abbey Road:«Подлый мистер Горчица спит в парке, бреется в темноте, старается экономить бумагу».В музыке это бит 3: 2. Астрономы могут использовать колебания света 3: 2 для измерения массы черной дыры. Этот метод использовался для меньших черных дыр, но никогда раньше не применялся к черным дырам промежуточной массы.Пашам использовал колебания, чтобы оценить, что масса M82 X-1 в 428 раз больше массы Солнца, плюс-минус 105 масс Солнца.

Он не предлагает объяснения того, как образовался этот класс черных дыр. «Сначала нам нужно было подтвердить их существование с помощью наблюдений», — говорит он. «Теперь теоретики могут приступить к работе».Хотя телескоп Росси больше не работает, НАСА планирует запустить новый рентгеновский телескоп, Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), примерно через два года. Пашам, который в конце августа приступит к постдокторской исследовательской работе в NASA Goddard, определил шесть потенциальных черных дыр промежуточной массы, которые NICER может исследовать.

Эта работа основана на наблюдениях, сделанных с помощью прибора Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), управляемого и контролируемого Центром космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Содержание этой статьи не обязательно отражает взгляды НАСА или космического полета Годдарда.

Центр.


Портал обо всем