Supermassivt svart hull

Et supermassivt , eller supermassivt , svart hull er den største typen sorte hull , med en masse millioner eller milliarder ganger større enn solens. Nesten alle galakser , inkludert vår egen Melkevei , [3] antas å inneholde et supermassivt svart hull i sentrum . [4] [5]

Funksjoner

Supermassive sorte hull har noen interessante egenskaper som skiller dem fra sine mindre kolleger:

Trening

Ulike modeller har blitt antatt for å forklare dannelsen av sorte hull av denne størrelsen. Den første og mest åpenbare er ved langsom og gradvis akkresjon av materie som starter fra et stjernestort sort hull.

En annen modell vurderer en stor gassky som kollapser til en relativistisk stjerne på størrelse med hundrevis av solmasser eller mer. [8] Denne stjernen ville snart være ustabil overfor radielle forstyrrelser på grunn av produksjonen av elektron-positron-par i kjernen og kunne derfor kollapse til et sort hull uten å eksplodere til en supernova, som ellers ville sende ut mye av massen og dermed hindre den fra å etterlater som en rest et supermassivt sort hull.

En annen modell vurderer en tett stjernehop som gjennomgår kollaps fordi den negative varmekapasiteten til systemet leder spredningen av hastigheter mot relativistiske verdier. [9] En ytterligere hypotese er utviklingen av et opprinnelig sort hull produsert på grunn av ytre trykk i de første øyeblikkene etter Big Bang .

Vanskelighetene med dannelsen av et supermassivt sort hull ligger i den enorme mengden materie, med lav vinkelmomentum , som må kondenseres til et lite volum. Normalt involverer akkresjonsprosessen frigjøring av en mengde vinkelmomentum mot utsiden, og dette ser ut til å være en begrensende faktor for formasjonen av sorte hull med en tendens til å favorisere dannelsen av akkresjonsskiven i stedet .

Basert på dagens kunnskap ser det ut til å være et gap i den statistiske fordelingen av sorte hulls masser. Faktisk er det kjente sorte hull generert av kollapsen av en stjerne som har masser opp til 33 ganger solens; mens minimumsverdien for et supermassivt hull er i størrelsesorden hundretusenvis av solmasser: derfor ser det ut til at det er mangel på sorte hull med mellommasse . Dette gapet ser ut til å antyde en annen dannelsesprosess, selv om noen forfattere [10] mener at ultraluminøse røntgenkilder (eller ULX, Ultraluminous X-ray sources ) kan tilsvare disse mellommasseobjektene.

Formidling

Mange, om ikke alle, galakser antas å være vertskap for et supermassivt svart hull i sentrum. Dopplermålinger av hastigheten til både stjerne- og gassstoff som er tilstede i sentrum av nærliggende galakser, avslørte svært raske rotasjonsbevegelser, bare mulig med en stor konsentrasjon av materie i sentrum. For øyeblikket er det eneste kjente objektet som kan konsentrere nok materie på et så lite rom et sort hull. I mer fjerne aktive galakser mistenkes bredden av spektrallinjene å korrelere med massen til det sentrale sorte hullet.

Spektakulære bevis på tilstedeværelsen av et av disse ekstremt store sorte hullene i sentrum av galaksen vår har nylig blitt oppnådd ved å følge direkte den elliptiske banen til en stjerne, fra hvis periode massen til det sorte hullet kan måles med utmerket nøyaktighet.

Disse supermassive sorte hullene i sentrum av mange galakser er mistenkt for å være "motoren" til aktive galakser som Seyfert-galakser og kvasarer . Imidlertid kan disse sorte hullene spille en viktig rolle i dynamikken til galaktiske systemer også i mange andre tilfeller, som vist av den nylige oppdagelsen av korrelasjonen mellom massen til det sentrale sorte hullet og spredningen av stjerner i bulen av mange spiralgalakser.

I Melkeveien

Astronomer tror at vår galakse også inneholder et supermassivt sort hull i sentrum, i retning av radiokilden Sagittarius A * , 26 000 lysår fra solsystemet [12] fordi:

Utenfor galaksen vår

Det antas nå som svært sannsynlig at et supermassivt sort hull er i sentrum av de fleste galakser. [21] [22] Den nære sammenhengen mellom massen til det sorte hullet og spredningen av hastigheter i den galaktiske pæren , kjent som M-sigma-forholdet, [23] antyder at dannelsen av galaksen og det sorte hullet ved dens sentrum er koblet til; [21] selv om det ennå ikke er gitt en detaljert forklaring på sammenhengen mellom de to hendelsene. Det sorte hullet og vertsgalaksen antas å ha utviklet seg sammen i perioden mellom 300 og 800 millioner år etter Big Bang , og passert gjennom kvasarfasen og dens relaterte trekk, selv om de foreslåtte modellene er forskjellige med hensyn til om det var det sorte hullet som utløste dannelsen av galaksen eller omvendt; men også en sekvensiell dannelse av de to objektene er ikke utelukket. Den fortsatt ukjente naturen til mørk materie er en avgjørende variabel i alle disse modellene. [24] [25]

Den nærliggende Andromedagalaksen , som ligger 2,5 millioner lysår fra oss, har i sentrum et svart hull med en masse mellom 1,1 × 10 8 og 2,3 × 10 8 solmasser, mye høyere enn det sentrale sorte hullet i Melkeveien. . [26] Det største supermassive sorte hullet i vår nærhet ser ut til å være M87 , 53,5 millioner lysår unna, hvis masse er beregnet til å være (6,4 ± 0,5) × 10 9 solmasser. [27] [28]

Det ser ut til at noen galakser, som galaksen 0402 + 379, har to sorte hull i sentrum som samhandler med hverandre for å danne et binært system, som antas å være et resultat av sammenslåingen av to galakser. [29] I tilfelle en kollisjon kan de gi opphav til sterke gravitasjonsbølger . Det binære systemet i OJ 287 inneholder et av de mest massive sorte hullene som er kjent, med en masse anslått til 19 milliarder solmasser. [30]

Et supermassivt svart hull ble nylig oppdaget i dverggalaksen Henize 2-10 , som mangler en sentral fremtredende plass. De nøyaktige implikasjonene av denne oppdagelsen på dannelsen av sorte hull er ennå ikke fullt ut forstått, men kan tyde på at de dannes før pæren. [31]

Den 28. mars 2011 ble det for første gang observert rivingen av en mellomstor stjerne av et antatt svart hull; eller i det minste er dette den mest akkrediterte tolkningen av den plutselige røntgenstrålen som er oppdaget. [32]

Merknader

  1. ^ The Astrophysical Journal Letters - IOPscience
  2. ^ Her er århundrets bilde, det første av et svart hull , på ansa.it , ANSA , 10. april 2019. Hentet 10. april 2019 .
  3. ^ R. Schödel et al. , En stjerne i en 15,2-årig bane rundt det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien , i Nature , vol. 419, n. 6908, 2002, s. 694–696, Bibcode : 2002 Natur.419..694S , DOI : 10.1038 / nature01121 , PMID 12384690 , arXiv : astro-ph / 0210426 .  
  4. ^ R. Antonucci, Unified Models for Active Galactic Nuclei and Quasars , i Annual Review in Astronomy and Astrophysics , vol. 31, n. 1, 1993, s. 473–521, Bibcode : 1993ARA & A..31..473A , DOI : 10.1146 / annurev.aa.31.090193.002353 .
  5. ^ C. Urry og P. Padovani, Unified Schemes for Radio-Loud Active Galactic Nuclei , i Publications of the Astronomical Society of the Pacific , vol. 107, 1995, s. 803–845, Bibcode : 1995PASP..107..803U , DOI : 10.1086 / 133630 , arXiv : astro-ph / 9506063 .
  6. ^ A. Celotti, JC Miller og DW Sciama, Astrofysiske bevis for eksistensen av sorte hull , i klasse. Quant. Grav. , vol. 16, 12A, 1999, s. A3 – A21, DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 16 / 12A / 301 , arXiv : astro-ph / 9912186 .
  7. ^ Chandra :: Fotoalbum :: RX J1242-11 :: 18. februar 04
  8. ^ MC Begelman et al. , Dannelse av supermassive sorte hull ved direkte kollaps i pre-galaktiske haloer , i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 370, n. 1, juni 2006, s. 289–298, Bibcode : 2006MNRAS.370..289B , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2006.10467.x , arXiv : astro-ph / 0602363 .
  9. ^ L. Spitzer , Dynamical Evolution of Globular Clusters , Princeton University Press, 1987, ISBN 0-691-08309-6 .  
  10. ^ LM Winter et al. , XMM-Newton Archival Study of the ULX Population in Nearby Galaxies , i Astrophysical Journal , vol. 649, n. 2, oktober 2006, s. 730–752, Bibcode : 2006ApJ ... 649..730W , DOI : 10.1086 / 506579 , arXiv : astro-ph / 0512480 .
  11. ^ "SINFONI in the Galactic Center: Young Stars and Infrared Flares in the Central Light-Month" av Eisenhauer et al, The Astrophysical Journal, 628: 246-259, 2005
  12. ^ a b Mark Henderson, Astronomer bekrefter svart hull i hjertet av Melkeveien , London, Times Online, 9. desember 2008. Hentet 17. mai 2009 .
  13. ^ R. Schödel, et. al., En stjerne i en 15,2-årig bane rundt det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien , i Nature , vol. 419, n. 6908, 17. oktober 2002, s. 694–696, Bibcode : 2002 Natur.419..694S , DOI : 10.1038 / nature01121 , PMID  12384690 , arXiv : astro-ph / 0210426 .
  14. ^ Ghez, AM et al. , Måling av avstand og egenskaper til Melkeveiens sentrale supermassive svarte hull med stjernebaner , i Astrophysical Journal , vol. 689, n. 2, desember 2008, s. 1044-1062, Bibcode : 2008ApJ ... 689.1044G , DOI : 10.1086 / 592738 , arXiv : astro-ph / 0808.2870 .
  15. ^ AM Ghez , Salim, S .; Hornstein, SD; Tanner, A.; Lu, JR; Morris, M.; Becklin, EE; Duchêne, G., Stellar Orbits around the Galactic Center Black Hole , i The Astrophysical Journal , vol. 620, n. 2, mai 2005, s. 744–757, Bibcode : 2005ApJ ... 620..744G , DOI : 10.1086 / 427175 , arXiv : astro-ph / 0306130 .
  16. ^ Startside | Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Offisiell nettside til Max Planck Institute
  17. ^ UCLA Galactic Center Group , på astro.ucla.edu . Hentet 28. november 2011 (arkivert fra originalen 26. juni 2017) .
  18. ^ ESO - 2002 Arkivert 25. oktober 2005 på Internet Archive .
  19. ^ WM Keck Observatory Arkivert 1. mars 2012 på Internet Archive .
  20. ^ Melkeveiens sentrale monster målt - Nyheter fra Sky & Telescope - SkyandTelescope.com , på skyandtelescope.com . Hentet 28. november 2011 (arkivert fra originalen 14. desember 2013) .
  21. ^ a b Andrew King, Black Holes, Galaxy Formation, and the MBH-σ Relation , i The Astrophysical Journal Letters , vol. 596, 15. september 2003, s. L27 – L29, Bibcode : 2003ApJ ... 596L..27K , DOI : 10.1086 / 379143 , arXiv : astro-ph / 0308342 .
  22. ^ D. et al. Richstone, Massive Black Holes Dwell in Most Galaxies, Ifølge Hubble Census , på hubblesite.org , 189th Meeting of the American Astronomical Society, 13. januar 1997. Hentet 17. mai 2009 .
  23. ^ D. Merritt og Laura Ferrarese, The MBH-σ Relation for Supermassive Black Holes , i The Astrophysical Journal , vol. 547, n. 1, The American Astronomical Society., 15. januar 2001, s. 547: 140–145, Bibcode : 2001ApJ ... 547..140M , DOI : 10.1086 / 318372 , arXiv : astro-ph / 0008310 .
  24. ^ Robert Roy Britt, The New History of Black Holes: 'Co-evolution' Dramatically Alters Dark Reputation , på space.com , 29. juli 2003.
  25. ^ Astronomer løser kosmisk kylling-eller-egg-dilemma , på astronomy.com , 22. juli 2003.
  26. ^ Ralf Bender et al. , HST STIS Spectroscopy of the Triple Nucleus of M31: Two Nested Disks in Keplerian Rotation around a Supermassive Black Hole , i The Astrophysical Journal , vol. 631, n. 1, 20. september 2005, s. 280-300, Bibcode : 2005ApJ ... 631..280B , DOI : 10.1086 / 432434 , arXiv : astro-ph / 0509839 .
  27. ^ Gebhardt, Karl; Thomas, Jens, The Black Hole Mass, Stellar Mass-to-Light Ratio og Dark Halo i M87 , i The Astrophysical Journal , vol. 700, n. 2, august 2009, s. 1690-1701, Bibcode : 2009ApJ ... 700.1690G , DOI : 10.1088 / 0004-637X / 700/2/1690 .
  28. ^ Macchetti, F .; Marconi, A.; Axon, DJ; Capetti, A.; Sparks, W .; Crane, P., The Supermassive Black Hole of M87 and the Kinematics of Its Associated Gaseous Disk , i Astrophysical Journal , vol. 489, n. 2, november 1997, s. 579, Bibcode : 1997ApJ ... 489..579M , DOI : 10.1086 / 304823 , arXiv : astro-ph / 9706252 .
  29. ^ D. Merritt og M. Milosavljevic (2005). "Massiv svart hull binær evolusjon." Arkivert kopi , på relativity.livingreviews.org . Hentet 3. mars 2012 (Arkiveret fra originalen 30. mars 2012) .
  30. ^ David Shiga, Biggest black hole in the cosmos discovered , NewScientist.com nyhetstjeneste, 10. januar 2008. Hentet 30. november 2011 (arkivert fra originalen 14. mai 2008) .
  31. ^ Rachel Kaufman, Huge Black Hole Found in Dwarf Galaxy , i National Geographic , 10. januar 2011. Hentet 1. juni 2011 .
  32. ^ Astronomer får første glimt av en stjerne som blir konsumert av svart hull , i The Sydney Morning Herald , 26. august 2011.

Bibliografi

Andre prosjekter

Eksterne lenker