Нова черна дупка Златокоса

Цветна диаграма на огънати линии, преминаващи около обект между ярка звезда и Земята.

Теоретично трябва да съществуват черни дупки със средна маса, по-големи от тези, образувани от отделни звезди-но по-малки от свръхмасивните в центровете на галактиките. Сега астрономите казват, че са открили такъв, като са открили aгама-избликтова бешегравитационно обективиранидо черната дупка. На тази диаграма вдясно е изобразен гама лъч. Масивната черна дупка в центъра действа като леща, т.е.огъваща светлинаот изблик на гама лъчи. Изображение чрез Carl Knox/ OzGrav/Университет в Мелбърн.


Анчерна дупка със средна масае липсващата връзка между други два вида черни дупки -свръхмасивендебнат в центровете на галактиките - извездни черни дупки, често се образува вимплозиикоито се случват, когато масивни звезди избухват катосвръхнови. Астрономите вярват тамТрябвада има много черни дупки среден размер наоколо, но намирането им беше трудно. Тази седмица обаче астрономите публикуваха ново откритие на отдавна търсена „златна коса“ черна дупка-недостатъчно голяма, за да бъде наречена свръхмасивна, недостатъчно малка, за да се нарече обикновена звездна черна дупка-с маса от 55 000 слънца. Масата на тази черна дупка пада по средата между другите два вида.

Астрономитепубликуваниоткритието им врецензиранвестникПриродна астрономияна 29 март 2021 г.


Черните дупки са известни с това, че поглъщат всичко, което се доближава твърде много, включително светлината. Но метафорично казано, това откритие на междинна черна дупка можехвърли светлинапо голям астрофизичен въпрос: Как се образуват свръхмасивни черни дупки? АстрономДжеймс Пейнтърв университета в Мелбърн е водещ автор на изследването. Той каза в аизявление:

Въпреки че знаем, че тези свръхмасивни черни дупки се крият в ядрата на повечето, ако не и на всички галактики, ние не разбираме как тези гиганти са в състояние да нараснат толкова много в ерата на Вселената.

Междинните черни дупки не са лесни за наблюдение. Те не са предшествани от голяма експлозия на свръхнова, както често са звездните черни дупки. Освен това те са по -малки и по -малко активни от свръхмасивните черни дупки, с по -малко гравитационно привличане, за да внесат космическия материал в светещакреционен дисккоето може да се наблюдава например прирадиоилиРентгеновдължини на вълните. Така че, за да видите действително междинна черна дупка, обикновено ще трябва да потърсите ефектите, които тя може да окаже върху заобикалящата я среда.

Млад мъж с тъмно руса коса.

Астрономът Джеймс Пейнтър от Университета в Мелбърн е водещ автор на изследване, което откри неуловима черна дупка със средна маса. Изображение чрезДжеймс Пейнтър.


В този случай астрономите откриха междинните черни дупки, като откриха нещо, разположено далеч зад него: сигналите от aизблик на гама лъчи! Гама лъчевите изблици излъчват кратки (части от секунди до часове) светкавици при най-високите енергии (гама лъчивелектромагнитен спектър).

Този конкретен гама-изблик беше дълъг половин секунда. Смята се, че е излъчен от две сливащи се звезди. Но това, което го направи особено специално, беше, че емисията бешегравитационно обективирани, по такъв начин, че астрономите не просто видяха светкавицата на светлината от гама лъчите да се пръсне веднъж, нодва пъти. С други думи, избликът имаше „ехо“, което е подарък за черна дупка, застанала на пътя на входящите лъчи светлина. Това, което се случва, е, че цялата маса, съдържаща се в черната дупка, е достатъчно мощна, за да огъне светлината от изблика, докато минава, по такъв начин, че астрономите наблюдават една и съща светкавица два пъти.

Не само, че междинните черни дупки са трудни за откриване, но в момента има малко разбиране за това как са се образували. Няма нито една звезда, която някога би могла да образува толкова тежка черна дупка (в сравнение със звездните). Една от идеите е, че те са се формирали в Големия взрив.Ерик Тренот университета Монаш обясни:

Тази новооткрита черна дупка може да бъде древна реликва - първична черна дупка - създадена в ранната Вселена преди да се образуват първите звезди и галактики. Тези ранни черни дупки може да са семената на свръхмасивните черни дупки, които живеят в сърцата на галактиките днес.


Друга теория е, че те могат да се образуват от по -малки звездни черни дупки, които изяждат пътя си нагоре в масата, като поглъщат материал, който им се изпреварва с течение на времето, или се сливат с други звездни черни дупки. И трета идея е, че масивни звезди в плътни звездни купове се оказват в избягал сблъсък, с последващ колапс на продукта от сблъсък в междинна черна дупка.

Има и други начини освен гравитационното леща за откриване на междинни кандидати за черна дупка. Например НАСАдокладванипрез 2020 г. за междинна черна дупка с подобен размер, тежаща при 50 000 маси от нашето слънце, което предизвика изблик на рентгеново излъчване, след като звезда, която се приближи твърде близо, беше разкъсана.

През 2019 г. астрономите откриха сигнал за гравитационна вълна (GW190521) от сливане на две черни дупки. Сливането, което води до по -масивна черна дупка, която със своите 142 слънчеви маси също се счита за междинна черна дупка.

Рейчъл Уебстър, професор от университета в Мелбърн, каза, че тези нови открития дават възможност на астрономите да постигнат по -големи успехи в изследванията на еволюцията на черните дупки. Тя каза:


Използвайки този нов кандидат за черна дупка, можем да изчислим общия брой на тези обекти във Вселената. Ние прогнозирахме, че това може да е възможно преди 30 години и е вълнуващо да открием силен пример.

Чрез това изследване астрономите изчисляват, че в квартала на Млечния път има цели 46 000 черни дупки с междинна маса.

В крайна сметка: Астрономите са открили междинна черна дупка - липсващата връзка между свръхмасивни и малки звездни - чрез гравитационни лещи от фонов гама изблик.

Източник: Доказателство за черна дупка с междинна маса от гравитационно лещиран гама лъч

Чрез университета в Мелбърн