moisav (moisav) wrote,
moisav
moisav

Category:

О черной дыре в галактике NGC 4526 и не только

Надоели разговоры о надбавках, МОН и плагиатных скандалах. При том, что на работе нормальных дел хватает: с трудом, но начали наблюдения с новой конфигурацией прибора, хотя без полуночных подъемов к телескопу пока не обойтись. Доложился и на нашей предпраздничной мини-конференции.
И все никак не мог собраться написать о небольшой статье, на прошлой неделе появившейся в arxiv.org

A black-hole mass measurement from molecular gas kinematics in NGC4526
Timothy A. Davis, Martin Bureau, Michele Cappellari, Marc Sarzi, Leo Blitz
To appear in Nature online on 30/01/2013.


На первый взгляд- ничего особенного. Сверхмассивными (за миллионы солнечных масс) черными дырами (ЧД) в центрах галактик сейчас мало кого удивишь. Уже давно говорилось, что только падением окружающего вещества (аккрецией) на такие объекты можно разумно объяснить могучее энерговыделение активных галактических ядер. В последние полтора десятилетия оказалось, что в центрах почти всех галактик есть компактные массивные объекты. Но вот с точными измерениям их масс - довольно много трудностей, о которых, как-то даже не очень принято говорить. Вроде как измерены многие десятки галактик, но в большинстве своем - это весьма косвенные измерения. Именно, изучают звездную кинематику - распределение скоростей звезд вдоль луча зрения. А потом по величине разброса скоростей (дисперсии) судят о том, что центральная область "динамически нагрета" - там есть очень массивное тело.

Проблема в том, что пространственная плотность звезд в ядрах галактики так велика, что реально наблюдается сумма отдельных спектров тысяч и даже миллионов звезд, так что масса ЧД - лишь один из параметров динамической модели, которой пытаются описать эту сглаженную картины. Характернейший пример - недавно нашумевшая работа про "самую массивную черную дыру в галактике NGC 1777" Звезд, близко подошедших к ЧД и "чувствующих" ее гравитационное влияние, не так много на остальном фоне. А модель приходится упрощать, вводить допущения об осесимемтричности и т.д., хотя специалисты по звездной динамике знают, что на дисперсию скоростей много чего влияет.

Понятно, что интересны более независимые оценки масс. Один из способов - те самые активные ядра, по переменности излучения которых можно "картировать" внутреннюю область, понять на каком расстоянии и с какой скоростью вращаются газовые облака и, следовательно, измерить массу в центре. Но опять-таки в рамках определенных предположений о геометрии центральной области. И хотя эти оценки массы, как бы более "прямые" - из часто нормируют на данные по дисперсии скоростей.

Разумеется, меньше всего вопросов возникает тогда, когда удается проследить движения отдельных пробных частицы в поле ЧД, убедиться, что у них кеплеровские орбиты (как у планет вокруг Солнца). И по закону всемирного тяготения легко измерить массу. И таких примеров пока не много. Лучший - наша Галактика - Млечный Путь, о чем как-то писал. Здесь удается проследить орбиты отдельных звезд, благо, находимся довольно близко, "всего" в 10 килопарсеках:




Еще в некоторых редких случаях близких галактики можно проследить движения компактных радиоизлучающих мазерных конденсаций, находящихся в газовом диске вблизи черный дыры. Трудоемко, но изящно:

31.83 КБ
Удается, даже понять, что газовый диск слегка изогнут.
(взято отсюда)


И вот в этой связи меня весьма порадовала та свежая статья о галактике NGC4526 в начале поста. Здесь наблюдали молекулярный газ в линии CO с помощью радиоинтерферометра CARMA на миллиметровых длинах волн. Молекулярного газа в центрах галактик часто весьма много, концентрируется он в плоских дисках, причем этим методом можно строить карты распределения скоростей (поля скоростей), дабы понять в деталях, как движутся пробные частицы - газовые облака. Метод стандартный, но в данных наблюдениях достигнуто очень неплохое пространственное разрешение - четверть угловой секунды, что соответствует 20 парсекам - близко к радиусу сферы влияния черной дыры. Да, картинки пока скучноватые, и все равно приходится строить модели:


33.38 КБ

Показано распределение скоростей газа (точки) и серая модельная линия. Слева - если бы ЧД не было, в центре - черная дыра с массой в 450 млн. солнечных, справа - 1.2 млрд (уже перебор)


К сожалению, есть некоторая неопределенность с моделями распределения массы в галактике. Но главное - наблюдения движений молекулярного газа в достаточно далеких галактиках (до NGC4526 -- 16 мегапарсек), начали выполнять с субсекундным угловым разрешением. И разрешение будет теперь только расти, причем не надо и в космос ничего запускать, так как значительно лучшего качества данные будет выдавать интерферометр ALMA в чилийской пустыне, когда он заработает в полную силу. И значит, нас наконец-то ожидают массовые и "честные" измерения масс черных дыр в ядрах галактик.
Tags: астро, научпоп
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 23 comments