Астрономы предлагают новый метод обнаружения черных дыр
Рубрика "В ногу с учёными"
Исследователи из Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) разработали стратегию, которая может привести к тройному увеличению числа известных черных дыр звездной массы.
Instituto de Astrofísica de Canarias - IAC - Образовательная деятельность
Черная дыра звездной массы представляет собой компактный объект равный массе более 3 солнечных масс. Он настолько плотный и обладает такой мощной силой притяжения, что даже свет не может его покинуть. По этой причине его нельзя наблюдать напрямую - только через эффекты воздействия, в данном случае на сопутствующей звезде, которой он "питается". В общем, когда вещество попадает в черную дыру, это происходит "тихо" посредством аккреционного диска. Однако есть периоды, когда такое падение неистовое и “пульсирующее”, а также сопровождается сильной и яркой вспышкой рентгеновского излучения.
Двойные системы, состоящие из звезды, передающей массу в черную дыру, являются необходимыми лабораториями для понимания самых экстремальных физических явлений во Вселенной. Например как те, которые к концу жизни массивной звезды приводят к образованию самой черной дыры или нейтронной звезды. В нашей Галактике найдено около 60 кандидатов на этот тип черных дыр благодаря обнаружению кратковременного рентгеновского излучения, но только 17 из них были подтверждены. Это связано с трудностями в способах изучения движения спутника-звезды вокруг черной дыры, которая позволила бы нам вывести её массу и подтвердить тип объекта.
У исследователей есть только ограниченное знание о формировании и эволюции объектов этого типа из-за небольшого числа известных двойных систем, содержащих черную дыру. Вот почему важно разработать новые стратегии, которые позволят нам обнаружить "скрытую" популяцию Галактики, то есть те объекты, которые "спят", а не находятся в активной фазе, и поэтому не излучают рентген.
Исследователи IAC Хорхе Касарес и Мигель А. Перес Торрес протестировали новый метод измерения яркости этих пар с помощью комбинации фильтров, сконцентрированных на линии водорода Halpha. Измерения дают информацию об интенсивности и ширине этой линии, которая образует аккреционный диск вокруг черной дыры. В частности, ширина Halpha может быть использована в качестве показателя силы гравитационного поля и поэтому может применяться как диагностика наличия черной дыры. Этот метод мог бы очень эффективно выявить новые черные дыры в неактивной фазе.
Чтобы показать это, они наблюдали 4 системы с подтвержденными черными дырами, используя набор специальных фильтров на ACAM, инструменте на телескопе Уильяма Гершеля (WHT) 4,2 м из группы телескопов Исаака Ньютона в Обсерватории Роке-де-лос-Мучачо (Гарафия, Ла Палма). Затем результаты сравнивались с прямыми измерениями ширины линии Halpha, полученными с помощью спектрографа ISIS на Gran Telescopio de Canarias (GTC). Результат показал практичность измерения ширины линии Halpha с помощью фотометрических методов, что открывает дверь для более эффективного обнаружения неактивных черных дыр в двойных системах.
По их оценкам, анализ порядка 1000 квадратных градусов (10%) зоны плоскости галактики таким способом должен выявить не менее 50 новых объектов этого типа, что в три раза больше, чем имеется в настоящее время. Этот поиск также может привести к детальной переписи других популяций Галактики, таких как катаклизмические переменные звёзды, рентгеновские двойные системы, содержащие нейтронные звезды, и ультракомпактные двойные системы с периодом менее одного часа.
@vako для @vp-cosmos
Вычитка ФилФак