Но рассеянный через вселенную как оазисы в пустыне несколько очевидных черных дыр более таинственного типа. В пределах от ста раз к несколько сотен тысяч раз массе солнца, эти промежуточно-массовые черные дыры настолько трудно измерить, что даже их существование иногда оспаривается. Мало известно о том, как они формируются.
И некоторый вопрос об астрономах, ведут ли они себя как другие черные дыры.Теперь команда астрономов точно имела размеры – и таким образом подтвердила существование – черная дыра приблизительно 400 раз масса нашего солнца в галактике 12 миллионов световых годов от Земли. Открытие, аспирантом астрономии Университета Мэриленда Дхирэджем Пэшемом и двумя коллегами, было издано онлайн 17 августа в журнале Nature.
Соавтор Ричард Мушоцкий, преподаватель астрономии UMD, говорит, что рассматриваемая черная дыра – измеренная версия справедливого права этого класса звездных объектов.«Объекты в этом диапазоне – наименее ожидаемые из всех черных дыр», говорит Мушоцкий. «Астрономы спрашивали, эти объекты существуют, или разве они не существуют? Каковы их свойства? До сих пор у нас не было данных, чтобы ответить на эти вопросы».
В то время как промежуточно-массовая черная дыра, которую изучила команда, не является первой измеренной, это – первое так точно измеренное, Мушоцкий говорит, «устанавливая его как востребованный пример этого класса черных дыр».Черная дыра – регион в космосе, содержащем массу, столь плотную, что даже свет не может избежать своей силы тяжести. Черные дыры невидимы, но астрономы могут найти их, отследив их гравитацию на других объектах. Вопрос, потянувший в черную дыру, собирается вокруг этого как штормовые обломки, окружающие центр торнадо.
Поскольку этот космический материал трется вместе, он производит трение и свет, делая черные дыры среди самых ярких объектов вселенной.Так как астрономы 1970-х наблюдали несколько сотен объектов, что они думали, были промежуточно-массовые черные дыры.
Но они не могли измерить свою массу, таким образом, они не могли быть уверены. «По причинам, которые очень трудно понять, эти объекты сопротивлялись стандартным техникам измерений», говорит Мушоцкий.Pasham, который получит степень доктора философии в астрономии в UMD 22 августа, сосредоточенный на одном объекте в Более грязных 82, галактике в Главной Медведице созвездия.
Более грязные 82 – наше самое близкое «starburst галактика», где молодые звезды формируются. Начинание в 1999 телескопа спутника НАСА, Обсерватории рентгена Чандры, обнаружило рентген в Более грязных 82 от яркого объекта прозаически названный M82 X-1. Астрономы, включая Мушоцкого и соавтора Тода Строхмейера из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, подозреваемого в течение приблизительно десятилетия, что объект был промежуточно-массовой черной дырой, но оценки ее массы не были достаточно категоричными, чтобы подтвердить это.
Между 2004 и 2010 Исследователь Выбора времени рентгена Росси НАСА (RXTE) спутник складываются наблюдаемый M82 X-1 приблизительно 800 раз, делая запись отдельных частиц рентгена, испускаемых объектом. Pasham нанес на карту интенсивность и длину волны рентгена в каждой последовательности, затем сшил последовательности вместе и проанализировал результат.Среди материала, окружающего подозреваемую черную дыру, он определил две повторяющихся вспышки света. Вспышки показали ритмичный образец световых импульсов, одно появление 5.1 раз в секунду и другие 3.3 раза в секунду – или отношение 3:2.
Два легких колебания были похожи на два пятнышка пыли, всунул углубления виниловой записи, вращающейся на проигрывателе, говорит Мушоцкий. Если бы колебания были музыкальными ударами, они произвели бы определенный синкопированный ритм.
Думайте о склоняемой латынью боссанове или мелодии от Абби-Роуд Битлз:«Следует иметь в виду сны господина Мастарда в парке, натертые куски в темноте, try’na спасают бумагу».В музыке это 3:2 удар. Астрономы могут использовать 3:2 колебание света, чтобы измерить массу черной дыры. Техника использовалась на меньших черных дырах, но она прежде никогда не применялась к промежуточно-массовым черным дырам.
Пэшем использовал колебания, чтобы оценить, что M82 X-1 – 428 раз масса солнца, плюс-минус 105 солнечных масс. Он не предлагает объяснение того, как этот класс черных дыр сформировался. «Мы должны были подтвердить их существование наблюдательно сначала», говорит он. «Теперь теоретики могут добраться, чтобы работать».Хотя телескоп Росси больше не готов к эксплуатации, НАСА планирует запустить новый телескоп рентгена, Нейтронный Звездный (БОЛЕЕ ХОРОШИЙ) Исследователь Состава Интерьера, приблизительно через два года.
Pasham, который начнет положение постдиссертации в НАСА Годдар в конце августа, определил шесть потенциальных промежуточно-массовых черных дыр, которые БОЛЕЕ ХОРОШИЙ могли бы исследовать.Эта работа основана на наблюдениях, сделанных с Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), которым управляемым и управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд.
Содержание этой статьи не обязательно отражает взгляды НАСА или Центра космических полетов имени Годдарда.