Команда ученых из Университета Юты и Смитсоновской Астрофизической Обсерватории нашла новое объяснение роста суперкрупных черных дыр в центре большинства галактик.Концепция художника суперкрупной черной дыры, (слева) захватывая одну звезду (синеватую) от пары двойных звезд (Бенджамин Бромли / Университет Юты)Исследование, опубликованное онлайн сегодня в Астрофизических Письмах о Журнале, предлагает, чтобы суперкрупные черные дыры неоднократно захватывали и глотали единственные звезды от пар звезд, которые блуждают слишком близко.
“Используя новые вычисления и предыдущие наблюдения за нашим собственным Млечным путем и другими галактиками, мы нашли, что черные дыры растут чрезвычайно в результате впитывания захваченных двойных звездных партнеров”, сказал профессор Бенджамин Бромли из Университета Юты, ведущий автор исследования. “Я полагаю, что это должно быть доминирующим методом для роста суперкрупных черных дыр. Есть два способа вырастить суперкрупную черную дыру: с газовыми облаками и со звездами. Иногда есть газ и иногда нет.
Мы знаем это от наблюдений за другими галактиками. Но всегда есть звезды”.
“Наш механизм – эффективный способ принести звезду к черной дыре”, объяснил профессор Бромли. “Действительно трудно предназначаться для единственной звезды в черной дыре. Намного легче бросить набор из двух предметов в него, так же, как более трудно поразить цель, используя рогатку, которая швыряет единственный камень, чем с болой, которая швыряет два веса, связанные шнуром”.“Элемент с двумя устойчивыми состояниями звезд, вращающихся друг вокруг друга, является по существу единственным объектом, намного больше, чем размер отдельных звезд, таким образом, это собирается взаимодействовать с черной дырой более эффективно. Набор из двух предметов не должен добираться почти как близко для одной из звезд, которые будут разорваны далеко и захвачены”.
Но доказать теорию потребует, чтобы более мощные телескопы нашли три ключевых знака: большие количества маленьких звезд захватили около суперкрупных черных дыр, большего количества наблюдений за звездами, «измельчаемыми» силой тяжести от черных дыр и большими количествами “гиперскоростных звезд”, которые брошены от галактик больше чем в 1 миллион миль в час, когда их двойные партнеры захвачены.Небольшие черные дыры следуют из краха отдельных звезд. Но центры большинства галактик, включая наш собственный Млечный путь, заняты тем, что обычно известно как суперкрупные черные дыры, которые содержат массу в пределах от 1 миллиона к 10 миллиардам звезд размер нашего Солнца.
Астрофизики долго дебатировали, как суперкрупные черные дыры выросли в течение этих 14 миллиардов лет, так как Вселенная началась в большом расширении вопроса и энергии, названной Большим взрывом. Одна сторона полагает, что черные дыры растут, главным образом, впитывая огромное количество газа, другая сторона говорит, что они растут, прежде всего, захватывая и впитывая звезды.“Гиперскоростные звезды, которые мы видим, прибывают из двойных звезд, которые отклоняются близко к крупной черной дыре галактики”, сказал профессор Бромли. “Отверстие снимает с одного двойного партнера, в то время как другой партнер – гиперскоростная звезда – выскакивается в гравитационной рогатке”.
“Мы соединяем числа для наблюдаемых гиперскоростных звезд и других доказательств, и нашли, что темп двойных столкновений будет означать, что большая часть массы черной дыры галактики прибыла из двойных звезд”, добавил он. “Мы оценили эти взаимодействия для суперкрупных черных дыр в других галактиках и нашли, что они также могут вырасти до миллиардов солнечных масс таким образом”.Исследование посмотрело на каждый шаг в процессе суперкрупной черной дыры, съев двойные звезды и вычислило то, что будет требоваться для процесса работать с точки зрения ставок, по которым произведены гиперскоростные звезды, двойные партнеры захвачены, захваченные звезды связаны с черной дырой в удлиненных орбитах и затем высосаны в нее.
Команда тогда сравнила результаты с фактическими наблюдениями за суперкрупными черными дырами, звезды, группирующиеся около них и приливных событий разрушения, на которых черные дыры в других галактиках, как замечается, кромсают звезды, таща их в отверстие.“Это совмещается, и это работает”, сказал профессор Бромли. “Когда мы смотрим на наблюдения за тем, как звезды накапливаются в нашем галактическом центре, ясно, что так большая часть массы черной дыры, вероятно, прибыла из двойных звезд, которые были разорваны”.Ученый отсылает к процессу суперкрупного завоевания черной дыры звезды от элементов с двумя устойчивыми состояниями как “заполнение ванны”.
Однажды ванна – область около черной дыры – занята группой захваченных звезд, они идут «коту под хвост» в черную дыру более чем миллионы лет. Исследование показывает, что «ванна» заполняется по приблизительно тому же самому уровню, который это истощает, означая, что звезды, захваченные суперкрупной черной дырой в конечном счете, глотают.
Когда ученые рассмотрели количество звезд около центра Млечного пути, их скорости и разногласий, они столкнутся с суперкрупной черной дырой, они оценили, что одна двойная звезда будет разрываться каждые 1,000 лет силой тяжести отверстия. В течение прошлых 10 миллиардов лет, которые означали бы, суперкрупная черная дыра Млечного пути съела 10 миллионов солнечных масс – более чем достаточно, чтобы составлять натуральную величину отверстия 4 миллионов солнечных масс.
“Мы нашли, что широкий спектр масс черной дыры может быть объяснен этим процессом”, профессор Бромли завершил.