FANDOM


Включає CC-BY-SA матеріали з Вікіпедії: стаття Чорна діра середньої маси (автори)

HST G1 (Mayall II)

Кулясте скупчення Mayall II (M31 G1) є можливим кандидатом на існування чорної діри середньої маси в його центрі[1]

Чорна діра середньої маси (англ. intermediate-mass black hole, IMBH) — це гіпотетичний клас чорних дір з масою в діапазоні від 100 до мільйона сонячних мас — більше, ніж у чорних дір зоряної маси, але менше надмасивних чорних дір.

Поки що немає прямого виявлення IMBH, але є лише непрямі підтвердження їх існування з різних напрямків.

Спостережні докази

Найпотужніше свідчення існування IMBH походить з небагатьох активних ядер галактик низької світності.[2] З огляду на їх активність, ці галактики майже напевно містять аккретуючі чорні діри і в деяких випадках масу чорної діри можна оцінити, використовуючи метод мапування реверберації (reverberation mapping). Наприклад, у спіральній галактиці NGC 4395, розташованій на відстані бл. 4 млн парсек, ймовірно міститься чорна діра з масою близько 3,6×105 мас сонця.[3]

Деякі надяскраві джерела рентгенівського випромінення (ULX) в найближчих галактиках імовірно містять IMBH з масами від сотень до тисяч сонячних мас.[4] ULX спостерігаються в регіонах зореутворення (наприклад, в галактиці зі спалахом зореутворення М82[5]) і мабуть пов'язані з молодими зоряними скупченнями, які спостерігаються в цих регіонах. Однак тільки динамічне вимірювання мас з аналізу оптичного спектру зорі-компаньйона може підтвердити присутність IMBH як компактного акретора ULX.

Кілька кулястих скупчень вважаються такими, що містять IMBH, на основі вимірювань швидкостей зірок поблизу їх центрів; на фото показаний один кандидатів. Проте жодна із заяв про виявлення не витримала критики[2]. Наприклад, дані про M31 G1, об'єкт, показаного на фото, можна однаково добре пояснити без масивного центрального об'єкта.[6]

Додаткові докази існування IMBH можуть бути отримані з спостереження гравітаційного випромінювання подвійної зорі, яка складається з IMBH і компактного залишку або іншої IMBH.[7][8]

Нарешті, співвідношення M–сигма, крім чорних дір зоряних мас та надмасивних чорних дір, передбачає існування чорних дір з масами від 104 до 106 мас Сонця у галактиках низької світності.

Заяви про відкриття

A black hole of puzzling lightness

RX J1140.1+0307 це спіральна галактика, більш світла в центрі, містить чорну діру середньої маси.[9]

У листопаді 2004 року група астрономів повідомила про виявлення GCIRS 13E, першої чорної діри середньої маси в нашій Галактиці, яка обертається у трьох світлових роках від Стрільця A*.[10] Середня чорна діра в 1300 сонячних мас знаходиться у скупченні із семи зірок, що можливо є залишком масивного зоряного скупчення, більшість зірок якого були поглинені Галактичним центром. Це спостереження може надати підтримку ідеї про те, що надмасивні чорні діри зростають, поглинаючи довколишні менші чорні діри і зорі. Проте в 2005 році німецька дослідницька група стверджувала, що наявність IMBH біля галактичного центру є сумнівною, засновуючись на дослідженні динаміки зоряного скупчення, щодо якого було висловлено ідею про існування IMBH.[11] IMBH біля галактичного центру також може бути виявлено через її вплив на зорі, що обертаються навколо надмасивної чорної діри.[12]

У січні 2006 року група вчених під керівництвом Філіпа Кааре з Університету Айови оголосила про відкриття квазіперіодичних коливань від кандидата у чорні діри середньої маси, виявленому з використанням інструменту НАСА «Rossi X-ray Timing Explorer». Довкола кандидата, M82 X-1, обертається зоря-червоний гігант, яка скидає свою атмосферу в чорну діру.[13] Ні існування коливань, ні їх інтерпретація як орбітальний період системи повністю не приймаються рештою наукового співтовариства. Хоча така інтерпретація цілком прийнятна, стверджувана періодичність заснована всього на близько 4 циклах, а це означає, що вона цілком можливо може бути випадковою варіацією. А якщо періодичність реальна, то вона може бути або орбітальний період, як припустила зазначена група вчених, або над-орбітальний період в аккреційному диску, який спостерігається в багатьох інших системах.

У 2009 році група астрономів під керівництвом Шона Фарелла виявила HLX-1, кандидат у чорні діри середньої маси, з невеликим зоряним скупченням навколо неї, у галактиці ESO 243-49. Це свідчить про те, що можливо ESO 243-49 в минулому зіткнулась з галактикою HLX-1 і поглинула більшість речовини меншої галактики.[14]

Команда радіотелескопу CSIRO в Австралії оголосила 9 липня 2012 року те, що вона виявила першу чорну діру середньої маси.[15]

У 2015 році команда університету Кейо в Японії виявили газову хмару (CO-0.40-0.22) з дуже широким розподілом швидкостей.[16] Вони виконали моделювання і прийшли до висновку, що модель з чорною дірою масою бл. 100 000 сонячних мас найкращим чином підходить для розподілу швидкостей.[17]

Теорії формування

Чорні діри середніх мас занадто масивні, щоб утворитись у результаті розпаду єдиної зорі, як вважається формуються чорні діри зоряних мас. А їх оточення не містить екстремальних умов, наприклад, високої щільності і швидкостей, спостережуваних в центрах галактик — що ймовірно веде до утворення надмасивних чорних дір.

Постульовано три сценарії формування IMBH:

Примітки


Посилання

Community content is available under CC-BY-SA unless otherwise noted.