Подібні стани активності виявлено у надмасивних чорних дір та чорних дір зоряної маси

Проведено дослідження, яке демонструє наявність акреційних станів у надмасивних чорних дір із властивостями, дуже подібними до тих, які є у чорних дір зоряної маси.

Про це розповідається в прес-релізі Інституту астрофізики Канарських островів (IAC)

Дослідники Хуан А. Фернандес-Онтіверос з Національного інституту астрофізики (INAF) в Римі та Тео Муньос-Даріас з IAC написали статтю, в якій вони описують різні стани активності великої вибірки надмасивних чорних дір у центрах галактик. Вони класифікували їх, використовуючи поведінку їх найближчих "родичів", чорних дір зоряної маси в рентгенівських бінарах. Стаття недавно була опублікована в журналі Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Маса чорних дір варіюється від об’єктів, які лише у кілька разів перевищують масу Сонця, до об’єктів у тисячі мільйонів сонячних мас. Розуміння циклів їхньої діяльності з глобальної точки зору було об’єктом досліджень протягом десятиліть. Чорні діри зоряної маси знаходяться у бінарних системах разом із зіркою-компаньйоном, з якої вони висмоктують газ, необхідний їм для підтримки своєї активності, тоді як надмасивний різновид зустрічається в центрах більшості галактик, і вони харчуються газом, пилом та зірками, які потрапляють у гравітаційну свердловину галактичного ядра.

Чорні діри зоряної маси швидко еволюціонують. Цикли їхньої активності зазвичай тривають кілька місяців або років, протягом яких вони проходять через різні стани або фази. Вони характеризуються зміною властивостей їх акреційних дисків (де гарячий газ накопичується перед тим, як потрапити в чорну діру), їхніх вітрів та струменів матеріалу, які вони виробляють. Існує два основні стани, в першому переважає акреційний диск, а в другому -- струмінь. "М′який" стан відзначається тепловим випромінюванням плазмою диска, тоді як струмінь спостерігається в "жорсткому" стані, коли диск охолоджується, а випромінювання на довжинах радіохвиль стає дуже інтенсивним.

Надмасивні чорні діри, оскільки вони набагато масивніші, еволюціонують набагато повільніше, ніж їх еквіваленти зоряної маси. Отже, щоб показати в них присутність станів та тимчасових явищ, потрібно було б спостерігати за ними протягом мільйонів років, оскільки зміни протягом людського життя були б замалі для вимірювання. Крім того, ядра галактик -- це регіони з густим заселенням зірок, і поглинання світла воднем і пилом маскує та приховує випромінювання з акреційного диска навколо центральної чорної діри.

У цьому дослідженні Фернандес-Онтіверос та Муньос-Даріас використали вибірку з 167 активних галактик, щоб мати можливість статистично якісно визначити можливі акреаційні стани надмасивних чорних дір. Випромінювання з акреційного диска неможливо визначити безпосередньо, але газ у центральній області поглинає та обробляє випромінювання у вигляді спектральних ліній. Використовуючи лінії кисню й неону, які спостерігаються в середині інфрачервоного діапазону, можна перевірити наявність диска в цих об’єктах. "Дослідження демонструє наявність акреційних станів у надмасивних чорних дір із властивостями, дуже подібними до тих, які ми знаємо з чорних дір зоряної маси, де системи в "м′якому" стані містять яскравий диск, а ті, що перебувають у "жорсткому" стані показують інтенсивне радіовипромінювання, коли диск дуже збіднілий", - пояснює Хуан А. Фернандес-Онтіверос, дослідник INAF, який пройшов навчання в IAC.

"Ця робота відкриває нове вікно для розуміння поведінки матеріалу (газу), коли він потрапляє в чорні діри з широким діапазоном мас, і допомагає більш точно зрозуміти цикли активності надмасивних чорних дір, які знаходяться в центрах більшість галактик", - додає Тео Муньос-Даріас, дослідник IAC.

(*) Малюнок ілюструє, як в популяції активних галактик Seyfert-1 типово переважає випромінювання з акреційного диска ("м′який′′ стан), тоді як популяція LINERs набагато менш світня і домінують струмені ("жорсткий" стан), які інтенсивно випромінюють радіохвилі. В іншому випадку, галактики Seyfert-2 не виявляють однорідної поведінки, і хоча значна частина поводиться подібно до Seyfert-1, велика група з них знаходиться в проміжних станах. Останнє також спостерігаються у чорних дір зоряної маси протягом короткого періоду часу.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.