Forskere har opfundet en ny måde at veje intergalaktiske sorte huller på

Astrofysikere fra Moscow State University har fundet en ny måde at estimere massen af ​​supermassive sorte huller uden for vores galakse, også selvom de knap kan spores. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Astronomi og astrofysik .

Sorte huller er hypotetiske objekter, hvis tyngdekraft er så stor, at selv lys ikke kan undslippe dem. Eksistensen af ​​sorte huller følger af løsningerne af Einsteins ligninger. Forskere har gentagne gange observeret resultatet af sorte huls interaktioner med det omgivende stof, for eksempel, gas falder ned i det sorte hul.

"Hvis et sort hul absorberer et stof, der er en såkaldt tilvækst. På grund af friktion og opvarmning, det forårsager stråling, som tillader os at se objektet indirekte og sige, at dette er et sort hul, " forklarede Elena Seifina, den førende forsker i SAI MSU. "Hvis sorte huller ikke har en sådan genopladning, så har vi måske ikke engang mistanke om deres eksistens."

For at forstå karakteren af ​​sådanne "sovende" sorte huller, astronomer ledet af Elena Seifina henvendte sig til flere udbrud fra ekstragalaktiske kilder. En af dem, Swift J1644 + 57, blev observeret i 2011 samtidigt af flere kosmiske observatorier (RXTE, Swift og Suzaku) i røntgen- og gammastråleområdet.

I første omgang, videnskabsmænd troede, at de så endnu et gammastråleudbrud (GRB) svarende til det, der blev observeret i fjerntliggende galakser i det hårdeste område af det elektromagnetiske spektrum. Imidlertid, strålingen fra sådanne flares forsvinder normalt i løbet af en dag eller to, selvom tilfældet med Swift J1644 + 57 var anderledes. "BAT-værktøjet på Swift-satellitten var rettet mod det og så, at to dage senere, plasken blev endnu lysere. Hele udbruddet blev observeret i to år og så gik det ud, " forklarede Elena Seifina.

Astronomer udelukkede objektet fra GRB-listen og havde mistanke om, at de observerede tidevandets ødelæggelse af stjernen af ​​et supermassivt sort hul. En stjerne, der flyver i kort afstand fra et sort hul, gennemgår tidevandsødelæggelse. I dette tilfælde, dets stof falder ikke ned i det sorte hul med det samme, men danner en midlertidig tilvækstskive, der lyser klart og kan ses fra Jorden.

Tidligere, den eneste måde at måle massen af ​​et sort hul i midten af ​​sådanne tilvækstskiver var at estimere skivens maksimale lysstyrke, forudsat at der etableres ligevægt mellem trykket fra elektromagnetisk stråling og gravitationskræfter i skiven.

I sin doktorafhandling, Elena Seyfina dokumenterede observationer af lignende udbrud, der involverer sorte huller både inde i vores galakse og udenfor, og rapporterede, at røntgenspektrets hældning ændres under stigningen i lysstyrken. Hun fandt specifikke træk ved spektret, der klart indikerede tilstedeværelsen af ​​sorte huller i disse objekter. Forskerne antog, at hvis formerne (eller udviklingen af ​​formen) af spektrene af sådanne flares er ens, så ligner de processer, der forekommer i dem, også, og normaliseringen af ​​spektrene er kun bestemt af variable afstande til objekterne og deres masse.

At bemærke ligheden mellem sporene (afhængigheden af ​​den spektrale hældning af tilvæksthastigheden) af kendte objekter og sporene opnået i nye ekstragalaktiske opblussen, forskerne foreslog, at de også er forårsaget af stjerner revet af sorte huller. Dette gjorde det muligt for dem at veje usynlige sorte huller på en ny måde, sammenligner dem med galaktiske sorte huller med kendt masse.

Dermed, en ny metode til at veje sovende ekstragalaktiske sorte huller giver forskere mulighed for at bruge data fra kendte galaktiske objekter som, for eksempel, Cygnus X-1, med et sort hul i midten. "Beregninger viste, at Swift J1644 + 57 indeholdt et supermassivt sort hul med en masse på 7×10 ⁶ solmasser. Dette er et objekt, som vi ikke ser, men som giver høj lysstyrke på grund af sit stærke tyngdefelt og en tilvækstskive omkring det, " forklarede Elena Seifina, avisens forfatter.

Tidligere, vurderingen af ​​supermassive sorte hul-masser brugte også ultraviolet, men for den nye metode, røntgenområdet er tilstrækkeligt. Forskere håber, at den nye metodes alsidighed vil være nyttig til at vurdere massen af ​​forskellige ekstragalaktiske objekter, såsom kernerne af Seyfert-galakser og andre, hvor traditionelle metoder i princippet ikke virker.