Наблюдения рентгена за соседними галактиками показали эти исключительно яркие источники в неядерных положениях, которые излучают о миллионе раз более высокую власть, чем Солнце. Происхождение ULXs было предметом горячего спора в течение долгого времени. Основная идея состоит в том, что ULX – близкая двоичная система счисления, состоящая из черной дыры и звезды. Как вопрос от звездных падений на черную дыру, диск прироста формируется вокруг черной дыры.
Поскольку гравитационная энергия материала выпущена, самая внутренняя часть диска нагрета до температуры выше, чем 10 миллионов градусов, который заставляет его испускать сильный рентген.Нерешенный ключевой вопрос об этих объектах спрашивает: какова масса черной дыры в этих ярких объектах? ULXs, как правило, больше чем в сто раз более ярки, чем известные наборы из двух предметов черной дыры в Млечном пути, массы черной дыры которого – самое большее 20 раз масса Солнца.
Есть два различных сценария черной дыры, предложенные, чтобы объяснить эти объекты: (1) они содержат «очень большие» черные дыры, которые могли быть больше чем в тысячу раз более крупными, чем Солнце (Примечание 1), или (2) они – относительно небольшие черные дыры, «маленькие монстры» с массами не больше, чем в сто раз больше чем это Солнца, того сияния в яркостях, превышающих теоретические пределы для стандартного прироста (названный «сверхкритическим (или super-Eddington) прирост», Примечание 2). Такой сверхкритический прирост, как ожидают, произведет сильный отток в форме плотного дискового ветра.Чтобы понять, который объясняет сценарий, наблюдаемые исследователи ULXs наблюдали четыре объекта: Holmberg II X-1, Holmberg IX X-1, NGC 4559 X-7, NGC 5204 X-1, и взял высококачественные спектры с инструментом FOCAS на Subaru Telescope в течение четырех ночей. Изображение показывает оптическое многокрасочное изображение к Holmberg II X-1, как наблюдается с Космическим телескопом Хабблa.
Объект X-1, показанный стрелкой, окружен туманностью (раскрасил красный), который наиболее вероятен газ, нагретый сильной радиацией от ULX.Команда обнаружила яркую черту в оптических спектрах всего наблюдаемого ULXs. Это – широкая линия эмиссии от ионов гелия, которая указывает на присутствие газа, нагретого до температур нескольких десятков тысяч степеней в области системы. Кроме того, они нашли, что ширина водородной линии, которая испускается от более прохладного газа (с температурой приблизительно 10 000 K), более широка, чем линия гелия.
Ширина спектральной линии отражает дисперсию скорости газа и обнаруживается из-за эффекта Доплера, вызванного распределением скоростей газовых молекул. Эти результаты предлагают, чтобы газ был ускорен внешний как ветер или от диска или от сопутствующей звезды и что это остывает, когда это убегает.
Отдаленный ULXs и подобный таинственный объект в млечном путиДеятельность этих ULXs в отдаленных галактиках очень похожа на таинственный объект в нашем собственном Млечном пути. Команда заметила, что те же самые особенности линии также наблюдаются в SS 433, близкий набор из двух предметов, состоящий из звезды A-типа и по всей вероятности черной дыры с массой меньше чем в 10 раз больше чем это Солнца. SS 433 известен своими постоянными самолетами со скоростью 0.26 раза скорости света.
Это – единственная подтвержденная система, которая показывает сверхкритический прирост (то есть, чрезмерный объем прироста, который приводит к очень сильному оттоку). В отличие от этого, такие особенности не наблюдались от «нормальных» наборов из двух предметов рентгена черной дыры в Млечном пути, где подкритический прирост происходит.После тщательного исследования нескольких возможностей команда пришла к заключению, что огромные количества газа быстро падают на «маленького монстра» черные дыры в каждом из этих ULXs, который производит плотный дисковый ветер, уплывающий из сверхкритического диска прироста.
Они предполагают, что «добросовестный» ULXs с яркостями приблизительно миллиона раз, то из Солнца должно принадлежать гомогенному классу объектов и SS 433, является крайним случаем того же самого населения. В них, даже при том, что черная дыра небольшая, испускается очень яркая радиация рентгена, когда окружающий газ падает на диск на огромный уровень.Если система наблюдается от вертикального направления, ясно, что центральная часть диска прироста испускает интенсивный рентген. Если бы SS 433 наблюдался в том же самом направлении, он был бы признан самым ярким источником рентгена в Млечном пути.
В действительности, так как мы смотрим на SS 433 почти вдоль дискового самолета, наш обзор угла обзора к внутреннему диску загорожен внешним диском. Темп прироста выведен, чтобы быть намного больше в SS 433, чем в ULXs, который мог объяснить присутствие постоянных самолетов в SS 433.
Такой «сверхкритический прирост», как думают, является возможным механизмом в формировании суперкрупных черных дыр в галактических центрах в очень короткие сроки (которые наблюдаются очень рано в космическое время). Открытие этих явлений в соседней вселенной оказывает значительные влияния на наше понимание того, как сформированы суперкрупные черные дыры и как вопрос быстро падает на них.
Есть все еще некоторые остающиеся вопросы: Каковы типичные массовые диапазоны черных дыр в ULXs? В каком условия могут стабилизировать барионные самолеты, как наблюдается в SS 433 быть произведенными?
Доктор Йошихиро Уеда, основной член команды, выражает свой энтузиазм по поводу будущего исследования в этой области. «Мы хотели бы заняться этими нерешенными проблемами при помощи новых наблюдений рентгена ASTRO-H, запланированным, чтобы быть начатыми в начале следующего года, и более чувствительными будущими спутниками рентгена, вместе с многоволновыми наблюдениями за ULXs и SS 433», сказал он.Примечания:1. Обычно черные дыры с массами между приблизительно 100 и приблизительно в 100,000 раз больше чем это Солнца называют «промежуточно-массовыми черными дырами», хотя нет никакого строгого определения для массового диапазона.
2. В сферически симметричном случае вопрос не может упасть на центральный объект, когда радиационное давление превышает силу тяжести. Эту яркость называют пределом Eddington, который пропорционален массе центрального объекта.
Когда вопрос аккумулируется по ставкам выше, чем то соответствие пределу Eddington, это называют «сверхкритическим (или super-Eddington) прирост». В случае несферической геометрии, такой как дисковый прирост, может произойти сверхкритический прирост.