RW Space

НАСА Chandra переворачивает представление о  Черных дырах, расположенных  в соседствующей Млечному Пути галактике

Используя данные Chandra, рентгеновской обсерватории НАСА, астрономы открыли беспрецедентные процветающие черные дыры в Туманности Андромеды, одиной из ближайших галактик к Млечному Пути.

Проанализировав более чем 150 наблюдений Chandra, за последние 13 лет исследователи определили 26 кандидатов в черные дыры, наибольшее число которых на сегодняшний день расположены в галактике за пределами нашей. Многие считают Андромеду сестрой нашей галактике (Млечный путь). В конечном счете через несколько миллиардов лет предполагается столкновение данных галактик.

«Несмотря на то, что  мы рады найти так много черных дыр в Андромеде, думаю, что это только верхушка айсберга,  — сказал Робин Барнард из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CFA) в Кембридже, штат Массачусетс, ведущий автор нового документа с описанием этих результатов.  — Большинство черных дыр не останутся невидимыми для нас».

Кандидаты в черные дыры относятся к категориям звездных масс. Это  означает, что они образуются в агонии очень массивных звезд и, как правило, имеют массу от 5 до 10 раз больше, чем наше Солнце.  Астрономы могут обнаружить эти невидимые объекты, когда вещество из сопутствующей звезды перетекает в черную дыру, при этом нагреваясь и производя выброс излучения,  прежде чем она исчезнет в черной дыре.

Изначально в определении этих черных дыр было необходимо  убедиться, что они находились в системах звездных масс в Туманности Андромеды, а также что это  не сверхмассивные черные дыры в центре более далеких галактик. Для этого исследователи использовали новую технику, которая опирается на информацию о яркости и изменчивости рентгеновских источников в данных Chandra. Короче говоря, системы звездных масс изменятся гораздо быстрее, чем если бы это были сверхмассивные черные дыры.

Чтобы  классифицировать  такие системы Андромеды, как черные дыры, астрономы проанализировали источники рентгеновского излучения по специальным характеристикам: они были ярче, чем определенный высокий уровень рентгеновский лучей, а также наблюдался особый рентгеновский цвет. Анализ показал, что это именно черные дыры, а не нейтронные звезды или же ядра мертвых звезд, которые были бы альтернативными объяснениями этих наблюдений.

Европейское космическое агентство рентгеновской обсерватории XMM-Newton оказало важную поддержку этой работе, предоставив рентгеновские спектры, а также данные о распределении рентгеновского излучения с энергией для некоторых из кандидатов в черные дыры. Спектры предоставили  важную информацию, которая помогает определить природу этих объектов.

«Изучив  снимки, которые  охватывают  более десятка лет, мы в состоянии создать исключительно полезный вид M31, — говорит соавтор Майкл Гарсия.  — В результате очень длительная экспозиция позволяет нам проверить, существуют ли отдельные источники черных дыр или нейтронных звезд».

Исследовательская группа ранее определила девять кандидатов в черные дыры в регионе, охваченными данными Chandra. Сейчас  результаты увеличились  в общей сложности до 35. Восемь из них связаны с шаровыми скоплениями — древними концентрациями звезд, распределеных в сферической модели вокруг центра галактики. Это также отличает Андромеду от Млечного Пути, так как астрономы до сих пор не могут найти аналогичную черную дыру ни в одном из шаровых скоплений Млечного Пути.

Семь из этих кандидатов в черные дыры находятся в пределах 1000 световых лет от центра Галактики Андромеды. Это больше, чем число кандидатов в черные дыры с аналогичными свойствами, расположенными недалеко от центра нашей галактики. Это не сюрприз для астрономов, так как выпуклость звезд в середине Андромеды больше, что позволяет формироваться  большему количеству черных  дыр.

«Когда речь заходит о поисках черных дыр в центральной области галактики, это действительно тот случай, когда чем больше, тем лучше,  — сказал соавтор Стивен Мюррей из университета Джона Хопкинса и CfA.  — В случае Андромеды у нас есть большие выпуклости звезд  и сверхмассивная черная дыра, большая по размерам, чем в Млечном Пути, поэтому мы ожидаем нахождения более мелких черных дыр там же.»

Эта новая работа подтверждает предсказания, сделанные ранее в миссии Chandra, о свойствах рентгеновских источников недалеко от центра M31.