» » Двойная черная дыра в галактике NGC 1128

Двойная черная дыра в галактике NGC 1128


Двойная черная дыра в галактике NGC 1128

Мы привыкли к тому, что в центрах большинства галактик находится по сверхмассивной черной дыре. Однако на изображении, полученном в рентгеновском (голубые цвета, телескоп) и радиодиапазоне (розовые), отчетливо видно, что в центре галактики NGC 1128 находится не одна, а сразу две черные дыры — это два ярких пятнышка по центру. Разумеется, мы видим не сами черные дыры, а их аккреционные диски (частицы пыли и газа, окружающие эти черные дыры) — по одному вокруг каждой дыры (см. задачу Критическая аккреция). Частицы трутся друг о друга и из-за этого одновременно смещаются к горизонту событий одной из дыр и нагреваются до температур в миллионы градусов. Часть из них не падает на черную дыру, а наоборот — выбрасывается из ее окрестностей в виде двух узконаправленных лучей плазмы, которые мы называем релятивистскими джетами.

Ученые предложили два механизма образования джетов во Вселенной: за счет извлечения энергии магнитного поля (см. Blandford–Znajek process) вокруг вращающейся черной дыры и за счет эффекта Лензе–Тирринга, который возникает в ОТО вблизи массивных вращающихся тел. Какой из механизмов точнее описывает формирование джета, нам пока неизвестно, но результат работы налицо: на снимке отчетливо видны четыре луча, по паре на каждую черную дыру. Изогнутость этих гигантских джетов, вытянувшихся на 275 тысяч световых лет далеко за пределы самой галактики, объясняется не вращением черных дыр друг вокруг друга, а движением газа между галактиками в этом скоплении (межгалактическим ветром). Черные дыры, однако, действительно гравитационно связаны и обращаются вокруг общего центра, находясь на расстоянии 25 тысяч световых лет друг от друга, — а от нас до этой сладкой парочки целых 300 миллионов световых лет.

Джеты очень хорошо заметны в радиодиапазоне, поэтому они попали в довольно ранний Третий Кембриджский радиокаталог, вышедший в 1959 году, под именем 3С 75. Радиотелескопы тогда не обладали достаточным разрешением и видели эти джеты как одно яркое пятно. О том, что там целых четыре джета, стало известно только через 25 лет, благодаря снимку расположенной в американском штате Нью-Мексико радиообсерватории VLA. Сама же галактика NGC 1128 была открыта еще в 1886 году астрономом Льюисом Свифтом.

Рентгеновский снимок, полученный в 2003 году космической обсерваторией «Чандра» за 6 часов непрерывных наблюдений, в свою очередь позволяет разглядеть не только светящиеся области вокруг черных дыр, но и горячий межгалактический газ. Эти очень разреженные зоны могут иметь температуру около 60 миллионов кельвинов. Их нагревают взрывы сверхновых в галактике и ударные волны от межгалактического вещества, которое медленно притягивается к галактикам, и, конечно же, яркое излучение черных дыр, которые мы видим на этом снимке. Однажды нагретый, газ остается таким очень долго: из-за крайней разреженности среды работает только один из известных нам трех механизмов передачи энергии, а именно излучение. Фотоны уносят энергию настолько большими порциями, насколько могут (поэтому мы видим этот газ в рентгеновском спектре), но всё равно этот процесс растягивается на миллиарды лет.

Что касается загадки происхождения связанной пары черных дыр, то тут нам поможет необычная форма галактики. У нее два отчетливых ядра (такие галактики еще называют гантелеобразными — dumbbell galaxy, яркий пример — галактика NGC 326), а значит, скорее всего она является результатом давнего столкновения двух менее массивных галактик. Такие события достаточно часты для скоплений вроде Abell 400, где и находится галактика NGC 1128, потому что плотность галактик там велика и все они гравитационно связаны. Столкновение должно было произойти несколько миллиардов лет назад, чтобы, пройдя несколько раз друг сквозь друга и постепенно теряя энергию, галактики слились воедино и их черные дыры оказались в самом центре получившейся галактики. Вращение черных дыр вокруг общего центра масс приводит к потере энергии из-за испускания гравитационных волн. И чем ближе дыры друг к другу, тем быстрее они вращаются и тем сильнее сигнал, который на поздних стадиях, когда до слияния остаются считаные секунды, могут уловить детекторы гравитационных волн LIGO и VIRGO. Поскольку расстояние между дырами всё еще огромно, то слияния в ближайшие миллионы лет не произойдет.

Но всё равно эта пара черных дыр и выбрасываемые ими джеты давно привлекают ученых как отличный кандидат для проверки наблюдениями различных теорий, например гидродинамических компьютерных симуляций столкновения двух релятивистских джетов.

Изображение с сайта chandra.harvard.edu. Рентгеновские данные, использованные в этом изображении, получены космической обсерваторией «Чандра», радиоданные — радиообсерваторией VLA.

См. также:
1) Джеты мешают точно определять координаты центров галактик, «Элементы», 03.10.2017.
2) Гравитационные волны — открыты!, «Элементы», 11.02.2016.

Марат Мусин

20 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Чего вы не знали о черных дырах

1. Несмотря на всю свою гениальность, Альберт Эйнштейн был далеко не первым, кто коснулся темы существования черных дыр.Его теория была готова к 1916 году, за полтора века до этого, в 1783 году

Куда ведут черные дыры

Черные дыры по-прежнему будоражат умы ученых и заставляют строить теории и предположения о том, как они образуются, что находится внутри них, и какие процессы происходят внутри. Интересно думать о
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Дешевый хостинг: преимущества и недостаткиЗемляне наблюдали частичное лунное затмениеНейрохимическая гипотеза происхождения человекаУдаление папилломТемная материя пока никого не убила – и это дает нам информацию о ее природеИнтимная пластикаПреимущества покупки в интернет магазинеНеобходимость косметологического оборудования для салонов красоты