证据围绕银河系中的成千上万的黑洞嗡嗡作响

自20世纪70年代以来,天文学家已经理解了 超级分类黑洞 (SMBH)居住在中心的中心 银河系。这款黑洞已成为射手座和天蝎座星座之间的地球上大约26,000次轻微的灯光 射手座a * (SGR A *)。占地4400万公里,这个物体大约为400万倍,因为我们的阳光大约是大量的,并施加着巨大的引力。

从那时起,天文学家已经发现,大多数大量的星系在他们的核心上有smbhs,这是分开那些有的东西 活跃的银基核心 (AGN)来自那些唐的人’t. But thanks to a 最近的调查 使用 美国宇航局的Chandra X射线天文台,天文学家已经发现了数百甚至数千个位于银河系中心附近的数千个黑洞的证据。

最近描述了他们的研究结果的研究是在期刊上发表的 自然 under the title “Galaxy Central Parsec中静态X光二进制文件的密度尖端“。这项研究由Chuck Hailey,Phinin物理学教授和联合主管领导 哥伦比亚天体物理实验室 (cal)在哥伦比亚大学,包括来自的成员 instrofísica在Pontificia UniveridadCatólicadeCile哈佛 - 史密森尼亚人科学院中心.

银河系中的中心,用X射线二进制旋转,其他X射线源在黄色,射手座A *在中心的蓝色盘旋。信用:美国国家航空航天局/中国国家航空航天委员会/哥伦比亚大学/哥伦比亚大学Hailey等人。

使用Chandra数据,团队搜索包含在SGR A *附近的黑洞的X射线二进制文件。回顾,黑洞在可见光下无法检测到。然而,锁定在带有明星的紧密轨道中的黑洞(或中子恒星)将从其同伴中拉出材料,然后将其抑制到黑洞上’磁盘并加热到数百万度。

这将导致X射线释放,然后可以检测到,因此为什么调用这些系统“X-ray binaries”。使用Chandra数据,该团队寻找位于大约12个轻的SGR A *的光源X射线。然后,它们具有与已知X射线二进制文件类似的X射线光谱的来源,其发出相对大量的低能量X射线。

使用这种方法,他们在SGR A *的三个轻型多年内检测到了十四个X射线二进制文件,所有这些都包含了恒星 - 质量黑洞(5到30倍的太阳质量)。这些来源中的两个是通过以前的研究鉴定的,并从分析中消除,而新发现剩下的十二(以上述形象中的红色圈出)。

相信相对大量高能量X射线(以黄色标记)的其他来源被认为是含有白色矮种的二进制文件。 Hailey和他的同事得出的结论是,大多数十几个X射线二进制文件可能根据其变异性含有黑洞,以及他们在几年内的X射线排放的事实与含有二进制文件的预期不同的事实中子恒星。

艺术家”S黑洞二进制文件的印象,由其同伴的黑洞虹吸材料组成。信用:eSO / L. Calçada

鉴于只有含有黑洞的最亮的X射线二进制文件可能会在SGR A *(鉴于其距离地球的距离)中,Hailey和他的同事得出结论认为这种检测意味着存在更大的人口。通过他们的估计,可以在SGR A *周围存在至少300个,多达一千个恒星 - 质量黑洞。

这些调查结果证实了过去关于星系中的星星动态的理论研究。根据这些研究,大量的恒星大规模黑洞(多达20,000)可以在数百万年内向内漂移,并收集SMBH。然而,Hailey和他的同事近期进行的最近进行了分析是在SGR A *附近聚集的黑洞的第一个观察证据。

当然,作者承认他们检测到的X射线排放还有其他解释。这包括他们观察到的十几个来源的一半是毫秒脉冲条件的可能性 –非常快速旋转中子恒星,具有强磁场。但是,根据他们的观察,海莉和他的团队强烈支持黑洞解释。

此外,哥伦比亚大学的Aleksey Gensozov(等)进行了一项后续研究– titled “从潮汐捕获的银河中心中的黑洞X射线二进制文件过多” –表示,在我们的银河系中可能有多达10,000到40,000名黑洞二进制文件。根据这项研究,这些二进制文件将是由黑洞被捕获的伴侣的结果。

2016年2月,Ligo首次检测到重力波。正如本艺术家的插图所描绘的那样,通过合并黑洞来创造引力波。当两个黑洞合并时,刚刚宣布的第三种检测也是如此。信用:rigo / a。 Simonnet。
艺术家’对二元黑洞合并的印象。信用:rigo / a。 Simonnet。

除了揭示我们银河系中星星的动态之外,该研究对新兴领域有影响 引力波 (GW)研究。基本上,通过了解包括星系的中心(这将定期彼此合并),天文学家将能够更好地预测他们与它们相关的重力事件。

从这一点来看,天文学家可以创造关于何时以及如何发生GW事件可能发生的预测模型,并且挑剔的是他们在银河演变中可能发挥的角色。并使用下一代仪器– like the 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) and the ESA’s 高能量天体物理的高级望远镜 (ATHENA) –天文学家将能够准确地确定有多少黑洞驻留在银河系的中心附近。

 

 

进一步阅读: 美国宇航局

每周空间环聊–5月6日2016年5月6日:保罗莱伯特–在太空中摄影!

主持人: Fraser Cain (@Fcain.)

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保罗莱伯特是一名照片讲师,美国宇航局约翰逊航天中心;国际空间站任务领导和宇航员技术成像教练(LM);项目领导国际空间站上的船员成像运营。多功能机组车辆的成像操作。

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惊人的新X射线图像的漩涡银河系显示它是用黑洞点缀

在任何星系中,有数百个X射线二进制文件:由来自相对低质量的轨道伴星的黑洞捕获和加热材料组成的系统。但高质量的X射线二进制文件 - 由黑洞和极其高群众的伴星组成的系统 - 很难通过。在那里的银河系’■只有一个:Cygnus X-1。但是在漩涡银河系中的3000万光年距离M51,有一个完整的10个高质量X射线二进制文件。

与美国国家航空航天局的Chandra X射线天文台近一百万秒的观察时间揭示了这些斑点。“这是任何螺旋星系的全盘的最深,高分辨率的暴露’曾经在X射线中拍过,”从Wesleyan大学的Roy Kilgard说,在美国天文学会在波士顿会议上展出的谈话。“It’S一个非常丰富的数据集。”

在图像内有450个X射线点,其中10个可能是X射线二进制文件。

Whilpool Galaxy被认为有这么多的X射线二进制文件,因为它是与较小的伴侣星系碰撞的过程中。这种相互作用触发了星形形成的波浪,以速度快7倍的速度创造新的恒星,比银河系和超新星死亡速度快10-100倍。越来越大的恒星即将在几百百万年的进化中竞争,并迅速崩溃以形成中子恒星或黑洞。

“In this image, there’在X射线中是热气的模糊紫色的紫色材料之间存在非常强烈的相关性,以及在光学中是氢气的模糊红色的东西,” said Kilgard. “这两者都非常积极地追踪星形形成。您可以看到它在北方手臂中真正增强,接近伴侣星系。”

10个X射线二进制文件中的八个靠近星形成形区域。

Chandra正在为天文学家提供深入看一类仅在银河系中的一个例子的一类物体。

“We’在他们的进化周期里抓住他们的短窗户,” said Kilgard. “形成黑洞的巨大明星已经死亡,并且尚未死于黑洞上的材料的巨大明星。这些物体是X射线明亮的窗口真的很短。它’S也许只有成千上万年。”

有关的其他信息 Chandra网站。