Подобные состояния активности обнаружены у сверхмассивных черных дыр и черных дыр звездной массы

Проведено исследование, которое демонстрирует наличие аккреционного состояний у сверхмассивных черных дыр со свойствами, очень подобными тем, которые есть у черных дыр звездной массы.

Об этом говорится в пресс-релизе Института астрофизики Канарских островов (IAC).

Исследователи Хуан А. Фернандес-Онтиверос из Национального института астрофизики (INAF) в Риме и Тео Муньос-Дариас из IAC написали статью, в которой они описывают различные состояния активности большой выборки сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Они классифицировали их, используя поведение их ближайших «родственников», черных дыр звездной массы в рентгеновских бинарах. Статья недавно была опубликована в журнале Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Масса черных дыр варьируется от объектов, которые только в несколько раз превышают массу Солнца, до объектов в тысячи миллионов солнечных масс. Понимание циклов их деятельности с глобальной точки зрения было объектом исследований на протяжении десятилетий. Черные дыры звездной массы находятся в бинарных системах вместе со звездой-компаньоном, из которой они высасывают газ, необходимый им для поддержания своей активности, тогда как сверхмассивная разновидность встречается в центрах большинства галактик, и они питаются газом, пылью и звездами, которые попадают в гравитационную скважину галактического ядра.

Черные дыры звездной массы быстро эволюционируют. Циклы их активности обычно длятся несколько месяцев или лет, в течение которых они проходят через различные состояния или фазы. Они характеризуются изменением свойств их аккреционного диска (где горячий газ накапливается перед тем, как попасть в черную дыру), их ветров и струй материала, которые они производят. Существует два основных состояния, в первом преобладает аккреционный диск, а во втором - струя. "Мягкое" состояние отмечается тепловым излучением плазмой диска, тогда как струя наблюдается в "жестком" состоянии, когда диск охлаждается, а излучение на длинах радиоволн становится очень интенсивным.

Сверхмассивные черные дыры, поскольку они гораздо массивнее, эволюционируют гораздо медленнее, чем их эквиваленты звездной массы. Итак, чтобы показать в них присутствие состояний и временных явлений, нужно было бы наблюдать за ними в течение миллионов лет, поскольку изменения в течение человеческой жизни были бы малы для измерения. Кроме того, ядра галактик -- это регионы с густым заселением звезд, и поглощение света водородом и пылью маскирует и скрывает излучения из аккреционного диска вокруг центральной черной дыры.

В этом исследовании Фернандес-Онтиверос и Муньос-Дариас использовали выборку из 167 активных галактик, чтобы иметь возможность статистически качественно определить возможные аккреционные состояния сверхмассивных черных дыр. Излучение из аккреционного диска невозможно определить непосредственно, но газ в центральной области поглощает и обрабатывает излучения в виде спектральных линий. Используя линии кислорода и неона, которые наблюдаются в середине инфракрасного диапазона, можно проверить наличие диска в этих объектах. "Исследование демонстрирует наличие аккреционного состояний у сверхмассивных черных дыр со свойствами, очень подобными тем, которые мы знаем от черных дыр звездной массы, где системы в "мягком" состоянии содержат яркий диск, а те, что находятся в "жестком" состоянии показывают интенсивное радиоизлучение, когда диск очень обедневший", - объясняет Хуан А. Фернандес-Онтиверос, исследователь INAF, прошедший обучение в IAC.

"Эта работа открывает новое окно для понимания поведения материала (газа), когда он попадает в черные дыры с широким диапазоном масс, и помогает более точно понять циклы активности сверхмассивных черных дыр, находящихся в центрах большинство галактик", - добавляет Тео Муньос-Дариас, исследователь IAC.

(*) Рисунок иллюстрирует, как в популяции активных галактик Seyfert-1 типично преобладает излучение из аккреционного диска ("мягкое′′ состояние), тогда как популяция LINERs гораздо менее светящееся и доминируют струи ("жесткое" состояние), которые интенсивно излучают радиоволны. В противном случае, галактики Seyfert-2 не проявляют однородного поведения, и хотя значительная часть ведет себя подобно Seyfert-1, группа из них находится в промежуточных состояниях. Последнее также наблюдаются у черных дыр звездной массы в течение короткого периода времени.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.