Středně hmotná černá díra

Středně hmotná černá díra  je černá díra , jejíž hmotnost je výrazně větší než hmotnost hvězdné černé díry (od 10 do několika desítek hmotností Slunce ), ale mnohem menší než hmotnost supermasivní černé díry (od milionu do stovek ). milionů slunečních hmotností). Předpokládá se, že tyto objekty jsou mnohem menší než relativně běžné černé díry s hvězdnou hmotností a supermasivní černé díry. Protože mechanismy vzniku středně hmotných černých děr nejsou známy, není zcela jasné, co způsobilo tak velký rozdíl v počtu objektů.

Původ

Černé díry střední hmotnosti jsou příliš hmotné na to, aby mohly vzniknout gravitačním kolapsem jedné hvězdy (jako černé díry o hvězdné hmotnosti). V jejich prostředí nejsou v centrech galaxií pozorovány extrémní podmínky (vysoká hustota a rychlost pohybu), které vedou ke vzniku supermasivních černých děr. Ve vědě jsou zvažovány následující scénáře pro vznik středně hmotných černých děr:

Pozorovatelné důkazy

Přestože až donedávna neexistoval žádný definitivní pozorovací důkaz o existenci středně hmotných černých děr, tým radioteleskopu CSIRO v Austrálii oznámil 9. července 2012 objev první středně hmotné černé díry, Hyper-Luminous X-ray. Zdroj 1 (nebo HLX-1) [ 2] .

K dnešnímu dni obsahuje největší vzorek kandidátů na středně hmotné černé díry 305 objektů [3] , vybraných analýzou asi milionu optických spekter galaxií získaných průzkumem SDSS (Sloan Digital Sky Survey). [4] Rentgenová emise, jejíž přítomnost potvrzuje kandidátovu klasifikaci jako středně hmotná černá díra, byla nalezena v 10 z těchto objektů [3] .

Některé ultraluminózní rentgenové zdroje (ULX) v blízkých galaxiích se mohou ukázat jako středně hmotné černé díry (od 100 do 1000 hmotností Slunce) [5] [6] . ULX jsou pozorovány v oblastech vzniku hvězd (například v galaxii M82 [7] ) a zdá se, že souvisejí s mladými hvězdokupami pozorovanými v těchto oblastech. Pouze dynamické měření hmotností pomocí analýzy optického spektra satelitních hvězd však může odhalit přítomnost středně hmotných černých děr jako kompaktních akretorů ULX.

Další důkazy o existenci středně hmotných černých děr lze získat pozorováním gravitačního záření emitovaného malými zbytky obíhajícími kolem takových děr [8] . Také poměr M-sigma předpovídá, že černé díry s hmotností od 10 4 do 10 6 hmotností Slunce by měly být přítomny v galaxiích s nízkou svítivostí.

Američtí a australští astrofyzici v roce 2017 objevili kandidáta na středně hmotné černé díry: černou díru ve středu 47 Tukan [9] . Autoři se domnívají, že tento druh gravitačních objektů se může nacházet i v centrech jiných kulových hvězdokup [9] .

V roce 2019 objevili vědci z National Astronomical Observatory of Japan v galaktickém centru Mléčné dráhy černou díru o velikosti Jupitera s hmotností asi 32 000krát větší než Slunce [10] . HCN–0,009–0,044 , umístěný 7 ks od rádiového zdroje Sagittarius A* , je třetím případem možné středně hmotné černé díry v galaktickém centru po IRS13E a CO–0,40–0,22 [11] .

Pozorování výbuchu gravitační vlny v roce 2019 ( GW190521 ) bylo důkazem vzniku středně hmotné černé díry v důsledku sloučení dvou černých děr (o hmotnosti 66 a 85 M ⊙ ) [12] .

Poznámky

  1. ↑ Gebhardt, Karl; Rich, RM & Ho, Luis C. (2005), Černá díra střední hmotnosti v kulové hvězdokupě G1: Zlepšená významnost z pozorování vesmírného dalekohledu New Keck a Hubble Space Telescope , The Astrophysical Journal vol . 634 (2): 1093–1102 . DOI 10.1086/497023 
  2. ↑ Nease, Eriku . Astronomové zahlédli úplně první černou díru střední hmotnosti , Bunsenův hořák  (9. července 2012). Archivováno z originálu 13. července 2012. Staženo 9. července 2012.
  3. ↑ 1 2 Chilingarian, Igor a kol. Populace Bona Fide středněhmotných černých děr identifikovaných jako aktivní galaktická jádra s nízkou svítivostí  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2018. - Sv. 863 , č.p. 1 . - S. 799-808 . - doi : 10.3847/1538-4357/aad184 . — . - arXiv : arXiv:1805.01467 .
  4. ↑ Sloan Digital Sky Survey https://www.sdss.org Archivováno 23. června 2020 na Wayback Machine
  5. ↑ Černá díra odvážně jde tam, kam se dosud žádná černá díra nedostala , ESA News (3. ledna 2007). Archivováno z originálu 14. října 2012. Staženo 24. května 2006.
  6. ↑ Maccarone, TJ; .,A; Zepf, SE; Rhode, KL a kol. Černá díra v kulové hvězdokupě  // Nature  :  journal. - 2007. - Sv. 455 , č.p. 7124 . - S. 183-185 . - doi : 10.1038/nature05434 . — . — arXiv : astro-ph/0701310 . — PMID 17203062 .
  7. ↑ Patruno, A.; Portegies Zwart, S.; Dewi, J.; Hopman, C. Ultraluminózní rentgenový zdroj v M82: černá díra střední hmotnosti s obřím společníkem  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters  : journal  . - 2006. - Sv. 370 , č.p. 1 . -P.L6- L9 . - doi : 10.1111/j.1745-3933.2006.00176.x . - . - arXiv : astro-ph/0506275 .
  8. ↑ Hopman, Clovis; Simon Portegies Zwart. Gravitační vlny ze zbytků ultraluminových rentgenových zdrojů  (anglicky)  // Mon.Not.Roy.Astron.Soc.Lett. : deník. - 2005. - Sv. 363 , č.p. 1 . -P.L56- L60 . - doi : 10.1111/j.1745-3933.2005.00083.x . - . - arXiv : astro-ph/0506181 .
  9. ↑ 1 2 Vážný případ Existence nemožného typu černé díry byla prokázána . Získáno 9. února 2017. Archivováno z originálu 10. února 2017.
  10. ↑ Indikace další středněhmotné černé díry v galaktickém centru Archivováno 16. února 2019 na Wayback Machine , 27. prosince 2018
  11. ↑ indikace další středněhmotné černé díry v galaktickém centru Archivováno 17. ledna 2019 na Wayback Machine , verze návrhu 31. prosince 2018 (PDF)
  12. ↑ LIGO Scientific Collaboration - Věda o výzkumu LSC . www.ligo.org . Získáno 2. září 2020. Archivováno z originálu dne 4. září 2020.

Odkazy