Черная дыра в созвездии Девы разогрелась до 40 триллионов градусов

Российский интерферометр «Радиоастрон» уличил классический квазар 3C273 в превышении «разрешенной» температуры.

30 марта 2016 в 10:24, просмотров: 6442

«Это противоречит нашим представлениям о природе излучения квазаров, - не скрывает своего удивления новыми данными, полученными из космоса, руководитель проекта «Радиоастрон», руководитель Астрокосмического центра ФИАН Николай Кардашев. Квазары, они же сверхмассивные черные дыры, являющиеся активными ядрами галактик, максимально могут разогреваться до 500 миллиардов градусов. «Радиоастрон» зафиксировал 10-кратное превышение температуры квазара. Это, по мнению руководителей проекта, открывает новую главу в изучении дальней Вселенной.

Черная дыра в созвездии Девы разогрелась до 40 триллионов градусов
Центр активной галактики

Как пояснили в ФИАНе, в центре спиральных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых может в миллионы и миллиарды раз превышать массу Солнца. Некоторые из них ведут себя крайне неспокойно – это так называемые активные ядра галактик, которые испускают мощные потоки электромагнитного излучения. В класс таких объектов входят и квазары, которые являются одними из самых ярких объектов во Вселенной. Сверхмассивные черные дыры в центрах квазаров притягивают материю, она нагревается до сверхвысоких температур и ее часть выбрасывается прочь в виде быстрых и узких плазменных струй – джетов. Несмотря на то, что это компактные объекты, яркость их может превышать яркость целой галактики.

Таким объектом является и квазар- черная дыра 3C273, открытая в 1963 году в созвездии Девы. Это ядро далекой активной галактики, находящейся от нас в миллиардах световых лет.

Наблюдения за ним с помощью телескопа «Радиоастрон» показали, что он имеет эффективную температуру от 10 до 40 триллионов градусов, и это примерно в 10 раз выше значений, которые допускает теория. Статья об этом была опубликована на днях в ведущем научном журнале Astrophysical Journal Letters.

Радиотелескоп

Конечно, непосредственно измерить температуру джетов черной дыры астрономы не могут. Речь в данной работе идет об «эффективной температуре», которая лишь косвенно связана с «обычной», этим термином ученые обозначают параметр, характеризующий светимость небесного тела.

Итак, новые данные поставили ученых в тупик: дело в том, что эффективная температура плазмы, из которой состоят джеты квазаров, не может превышать 500 миллиардов градусов. “Потолок” температуры связан с так называемой обратной комптоновской катастрофой – если энергия электронов превышает этот предел, они начинают лавинообразно передавать энергию фотонам и охлаждаться. Но квазар 3C273 нарушает это ограничение.

«Мы высказали несколько идей по поводу того, каким образом ядро квазара умудряется держать температуру экстремально высокой. Одно из них - излучение релятивистских протонов. Будем разбираться. Это тот тип счастливых научных открытий, который обязательно поможет нам лучше понять принцип работы квазаров», - говорит руководитель научной программы «Радиоастрона», заведующий лабораторией АКЦ ФИАН Юрий Ковалев.

Исследование квазаров позволяет лучше понять физику экстремальных состояний материи, и, в частности, изучить как «работают» сверхмассивные черные дыры. Наземно-космический интерферометр «Радиоастрон» – один из самых совершенных инструментов для этого. Он состоит из российского космического радиотелескопа «Спектр-Р», работающего совместно с крупнейшими наземными телескопами. Для исследований квазара 3C273 на Земле астрономы привлекли 100-метровый радиотелескоп в Эффельсберге (Германия), 110-метровый в Гринбэнке, 300-метровый телескоп Аресибо, и решетку VLA (США). Работая совместно, космическая и наземные радиообсерватории способны дать наивысшее угловое разрешение, когда-либо достигнутое в астрономии – в тысячи раз выше, чем у космического телескопа «Хаббл».

Между тем, высокое разрешение «Радиоастрона» позволило ученым с помощью квазара 3C273 получить «рентгеновский снимок» нашей собственной Галактики. В изображении квазара удалось разглядеть неоднородности – яркие пятнышки, которые появились при прохождении излучения сквозь межзвездную среду Млечного пути.

Пример искажения изображения космического объекта

«Точно так же, как пламя свечи искажает изображение, на которое смотрят сквозь горячий воздух над ней, турбулентности плазмы нашей собственной Галактики искажают изображения далеких астрофизических объектов, таких как квазары», – объясняет Майкл Джонсон из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра.



Партнеры