Астрономы нашли новый способ измерения массы сверхмассивных черных дыр

7 / 10 / 2021 08:34, автор: Анатолій Колесник
Астрономы нашли новый способ измерения массы сверхмассивных черных дыр - фото
Схематическое изображение квазара. Горячий аккреционный диск в центре окружает черную дыру, которая здесь незаметна. Его окружает плотное распределение газа и пыли, в котором отдельные облака ионизированного газа вращаются вокруг черной дыры с большой скоростью. Стимулированные интенсивным и высокоэнергетическим излучением аккреционного диска, эти облака испускают излучение в виде спектральных линий, расширенных вследствие эффекта Доплера. Поэтому зону этих газовых облаков называют областью широких эмиссионных линий (BLR). Credits: Graphics department/Bosco/MPIA

Даже самые массивные из сверхмассивных черных дыр не очень большие, что затрудняет измерение их размеров. Однако недавно астрономы разработали новую методику, которая позволяет оценить массу черной дыры на основе движения горячего газа вокруг нее -- даже если сама черная дыра меньше одного пикселя.

О новом методе рассказывают в Институте астрономии им. Макса Планка (MPIA) в Гейдельберге.

Сверхмассивные черные дыры окружены тоннами перегретой плазмы. Эта плазма вращается вокруг черной дыры, образуя тор и аккреционный диск, который постоянно подает материал к черной дыре. Из-за чрезвычайной гравитации этот газ движется невероятно быстро и безумно сияет. Именно этот свет мы идентифицируем как квазар, который можно видеть со всей Вселенной.

Хотя квазары относительно легко заметить, количественно оценить свойства центральной черной дыры гораздо сложнее. Теперь исследователям удалось впервые продемонстрировать возможность прямого определения массы квазара с помощью метода, который называется спектроастрометрией.

Новости по подобной теме:

Спектроастрометрия опирается на наблюдения за областью вокруг черной дыры. Поскольку газ кружит вокруг нее, часть его будет двигаться в нашем направлении, а часть – удаляться. Часть газа, движущегося к нам, будет иметь синее смещение, а часть, удаляется, – красное. Даже если центральная черная дыра и аккреционный диск слишком малы для решения, техника все равно может быть применена к областям, расположенным дальше, и с помощью моделирования исследователи могут оценить массу.

Схематическое изображение происхождения сигнала спектроастрометрии

Схематическое изображение происхождения сигнала спектроастрометрии. Если бы ионизированный газ находился в состоянии покоя, мы бы измеряли одинаковую длину волны спектральной линии по всему BLR. Однако газовые облака вращаются вокруг черной дыры. Глядя со стороны, они приближаются к нам с одной стороны, а с другой снова удаляются. В результате спектральный сигнал с одной стороны выглядит смещенным к синему – к коротким длинам волн. С другой стороны он смещен к красному – к большим длинам волн. Эта разница в измеренной длине волны в зависимости от положения вдоль BLR приводит к спектроастрометрическому сигналу, указанного выше. Исходя из этого, исследователи могут определить максимальное расстояние наблюдаемых облаков BLR от центра квазара и преобладающую там скорость (Credits: Graphics department/Bosco/MPIA).

"Разделяя спектральную и пространственную информацию в собранном свете, а также статистически моделируя измеренные данные, мы можем получить расстояния гораздо меньше одного пикселя изображения от центра аккреционного диска", - пояснил Феликс Боско из MPIA.

Команда успешно применила эту методику к J2123-0050, квазару, который был активным, когда Вселенной было всего 2,9 миллиарда лет. Они обнаружили, что центральная черная дыра весит 1,8 миллиарда солнечных масс. Однако для вывода этой методики на новый уровень и направления на древнейшие квазары, понадобятся новые телескопы.

"С гораздо большей чувствительностью космического телескопа Джеймса Вебба (JWST) и Очень большого телескопа (ELT с диаметром первичного зеркала 39 метров), который сейчас строится, мы вскоре сможем определить массы квазаров при высоких красных смещениях", - добавил Джозеф Хеннави из Калифорнийского университета Санта Барбара, США и Лейденского университета, Нидерланды.

Йорг-Уве Потт из MPIA, который также возглавляет вклад Гейдельберга в создание камеры ELT ближне-инфракрасного диапазона, MICADO, добавляет: "Опубликованное сейчас технико-экономическое обоснование помогает нам определить и подготовить наши запланированные программы исследований по ELT".

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


Комментарии:

 

Последние новости:


все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Война в Украине. Ситуация на утро 24 сентября

07:20, 24 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 24 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 25 сентября

07:06, 25 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 25 сентября
 
Война в Украине: ситуация на утро 26 сентября

07:55, 26 сентября 2022 г.
Война в Украине: ситуация на утро 26 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 23 сентября

07:18, 23 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 23 сентября
 
Война в Украине. Оперативная информация на утро 28 сентября

07:18, 28 сентября 2022 г.
Война в Украине. Оперативная информация на утро 28 сентября
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Вокруг сверхмассивной черной дыры Млечного Пути вращается горя...

06:36, 23 сентября 2022 г.
Вокруг сверхмассивной черной дыры Млечного Пути вращается горя...
 
Пара сверхмассивных черных дыр может быть обречена на столкнов...

06:45, 30 августа 2022 г.
Пара сверхмассивных черных дыр может быть обречена на столкнов...
 
Вот как выглядит фотонный круг вокруг черной дыры

00:20, 18 августа 2022 г.
Вот как выглядит фотонный круг вокруг черной дыры
 
Столкновения черных дыр могут помочь измерить скорость расшире...

06:00, 17 августа 2022 г.
Столкновения черных дыр могут помочь измерить скорость расшире...
 
Сделан еще один теоретический шаг к раскрытию тайны темной мат...

20:46, 16 августа 2022 г.
Сделан еще один теоретический шаг к раскрытию тайны темной мат...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie