01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Астрономия
27 февраля

Магнитное поле опять помешало открыть черные дыры промежуточных масс

Комбинированное изображение галактики M51 (Водоворот). Фиолетовым цветом показано рентгеновское излучение.
NASA/CXC/Caltech/M.Brightman et al.; Optical: NASA/STScI

В поисках черных дыр промежуточных масс — редкого класса подобных космических объектов — астрономы анализировали спектр перспективного объекта, который может оказаться такой черной дырой — ультраяркого источника рентгеновского излучения в галактике М51. Однако они обнаружили особенность в спектре, которая могла быть вызвана только взаимодействием заряженных частиц с сильным магнитным полем. Так как у черных дыр не может быть собственного магнитного поля, то авторы делают вывод, что в центре источника располагается не черная дыра, а нейтронная звезда. Статья с результатами опубликована в журнале Nature Astronomy.

С развитием космических наблюдений в 1980-е ученые стали обнаруживать яркие источники рентгеновского излучения вдали от центров галактик, где расположены сверхмассивные черные дыры. Такие объекты получили название ULX (Ultraluminous X-ray source — ультраяркие рентгеновские источники). Чтобы объяснить их чрезвычайно большую яркость, астрономы предложили два варианта: либо в центре источника располагается черная дыра промежуточных масс (от сотни до десятков тысяч масс Солнца), либо нейтронная звезда, на которую по каким-то причинам выпадает больше вещества, чем допускает предел Эддингтона. Эта величина связана с давлением излучения, возникающим при переходе потенциальной энергии падающей материи в тепло: при некотором темпе аккреции давление света превышает гравитацию, что должно препятствовать дальнейшему падению.

В последние годы начали появляться доказательства, что некоторые ULX представляют собой нейтронные звезды — сверхплотные остатки эволюции крупных светил. Все эти работы так или иначе связаны с проявлениями сильного магнитного поля, которого у черной дыры быть не может. Ситуация обостряется непрекращающимся поиском несомненных кандидатов в черные дыры промежуточных масс — самый редкий класс этих объектов. В новой работе уже четвертый ULX однозначно классифицируется не как черная дыра. Этот вывод был сделан на основе анализа характерного провала в рентгеновской части спектра. Авторы обосновывают, что этот провал появился из-за явления под названием резонансное циклотронное рассеяние, которое возникает при круговом движении заряженных частиц в магнитном поле.

Форма линии поглощения в спектре от резонансного циклотронного рассеяния содержит информацию о величине магнитного поля в непосредственной близости от поверхности нейтронной звезды. Однако данных, которые позволили бы точно сказать, что за частицы ее порождают, нет. «Если циклотронная линия связана с протонами, то магнитное поле должно быть чрезвычайно сильным (1015 гаусс), что может обеспечивать нарушение эддингтоновского предела», — поясняет Мюррей Брайтман из американского Калтеха. Такое большое поле может уменьшить давление излучения и обеспечить больший поток вещества. С другой стороны, если линия связана с электронами, то магнитное поле оказывается не настолько сильным (1011 гаусс), чтобы преодолеть предел Эддингтона. «Открытие, что эти яркие источники, которые долгое время считались черными дырами промежуточных масс, на самом деле являются намного менее массивными нейтронными звездами — это огромный научный сюрприз», — подытоживает Фиона Харрисон, соавтор работы.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое