天文学

超级分类黑洞

我们开始了解为什么巨大的黑洞和恒星出生出来经常相关。黑洞和星星爆发的四个可能的联系

金伯利韦弗 对于Science N°310
本文保留用于科学用户

我们习惯于将黑洞视为最具破坏性的实体,它可以构思......他们充分应得的声誉。黑洞附近的强烈重力被保证了一种简单的方式倾向于冒昧地冒险稍微接近其地平线。这种命运窗帘背后是无形的国家,没有人回来。通过落入这样一个星的螺旋形,材料有时会带到这种高温下,它强烈地闪耀到紫外线或半径的领域 x。然后将部分能量和动力学时刻转移到以靠近光的速度喷射的颗粒喷射器。这款电力脱浴会使黑洞,无论其尺寸如何,最有效的宇宙能源。

然而,引力定律限制了黑洞的影响,就像其他恒星一样。重力的力仍然是与距离的平方相反,如果太阳被转变为黑洞,太阳系的行星将继续在他们的轨道上,好像没有任何事情发生,以及银河系的其余部分“不必更多地担心其引力的影响。超大分离的黑洞,数百万或数十亿次更重,只占垫子的中心的半乳扁灯泡的0.1%。结果,天文学家长期以来认为黑洞,无论是超凡分类还是恒星群众,在他们的直接社区之外的影响很少。然而,在鉴定大约十年的大量星系中,黑洞的活动和新恒星的形成是密切相关的。其中中央超级痉挛的黑洞渴望大量物质,散发超过数十亿的太阳(合格的活性核心现象),恒星在疯狂的剧集中以令人捕获的恒星的疯狂发作而形成。这两个现象之间的联系是什么?我们刚刚开始瞥见。

Galaxy的活跃核心是一个紧凑而闪亮的光源,位于星系的中心。 Quasars是最极端的例子。比太阳更强大的1到1000亿倍,有效的核有时会在他们的光线中淹没他们的剩余的银河系。产生这种辐射的超大迹象是一百万和十亿个太阳能质量的质量,其集中在直径小于太阳的1000倍。通过落到一个黑洞,通过与其他物体碰撞,材料有力加速和释放能量。在这样做时,它会发出辐射到所有波长:无线电,红外线,光学,紫外线,辐射 x et gamma.

掺杂的星系

为他们的部分,恒星形成突发与活性核竞争。这些是星际气体在恒星中融入每年1,000个太阳的恒星的领域,即今天的银河系超过1000倍。一些恒星爆发仅限于相对较小的区域,仅限几百个亮度直径,并且位于星系的中心附近。其他人在巨大的地区延伸,有时在数万的轻质年度上。爆发的恒星经常在正在进行的星系中举行,或者刚刚经历过的遭遇或与邻近的星系的合并。两个星系之间的潮气扰乱气体并导致其崩溃,从而加速了恒星的形成机制。一颗星爆发通常在耗尽前持续一千万年,缺乏天然气。

像活性核一样,破裂星系发出广谱辐射。所产生的能量的本质来自刚刚形成的星星发射的光。在红外场中,恒星的恒星常剧是特别辉煌的来源:恒星光被围绕灰尘吸收,在该波长的该波长中重新发射它。爆发也产生了很多光线 x 在爆炸性死亡时被大规模的星星发出。这些超新星是精力辐射的短暂源,但它们分散在热恒星碎片的空间中,留下倾倒大量光线的紧凑型恒星(中子恒星或小黑孔) x 和伽玛,长期后烟花诞生了他们。所有这项活动都加热的周围的星际气体也会发射光线 x.

在天文学家仍然争论活性核的能量源的时候,星系的活性细胞核的想法可以与恒星的爆发有关。今天,大多数天体物理学家都认为它是超级分类的黑洞,但情况并不明显大约十五年前。来自剑桥大学的Roberto Terlevich,欧洲澳门天文台Jorge Melnick(ESO)除其他方面,假设活性核构成了特定类型的恒星爆发。实际上,使用时间的望远镜,我们无法区分一颗辉煌的年轻恒星和超大的黑洞的超新星碎片。

然而,在20世纪80年代后期,这种解释落在耻辱中。然后新望远镜投入使用显示,活性星系核非常紧凑。他们的直径不超过几个轻的年,可能只有几分钟灯。这种卷太小而无法含有恒星爆发。如果星星集群包含在这样的小空间中,星星将通过成型迅速合并......超大分离的黑洞!此外,已经发现,活性核通常伴随着相对论的物质喷射器;由黑洞自然产生的现象,但不是爆发的恒星。尽管如此,这些讨论使天文学家在存在稳健的观察证据之前,在这两种现象之间接受这两个现象之间的联系因。

第一个证据是最直接的。我们观察,在靠近我们的星系中,银河系的活性细胞核通常与恒星爆发有关。这些观察结果很困难,因为星系的心脏充满了气体和灰尘,使我们隐藏着最中心的部分。这个问题已经通过天文的出现部分解决了 x (因为光线 x 在没有堵塞的情况下穿过密集气体)。虽然空间望远镜对光线敏感 x 它们的分辨率非常低于大型光学望远镜,它们通常提供来自星系中心的更清晰的图像。

最近近23,000个无效的星系中的人口普查,其中一人归功于来自约翰霍普金斯大学的Timothy Heckman和他的同事,是我们拥有的第二个证据。这个人口普查并没有依赖于所有这些星系的图像的研究,而是对其光谱的某些光线的强度。天体物理学假定的是,电离氧气强度的存在迹象,存在高能辐射源的存在 - 一种活性核心 - 当跳跃的恒星的恒星滑过气体茧时产生强烈的线路吸收起源。从这项研究中显而易见的是,具有强大的活性核心的星系包含更多的恒星,而不是在没有活动核心的相同类型的星系。银河系的核心越强大,银河最近经历了主要恒星爆发的可能性越大。因此,检查了活性核和爆发之间的“连接”被检查到非常大的宇宙尺度。

空间调查

让我们接近第三个指示:活动核心星系不是唯一一个带有超迹象的黑洞。我们还在非活动星系的中心找到,似乎它们是全部的。为了解释它,它假设,大多数情况下,巨大的黑洞仍然睡眠,直到银河幅度事件沉淀大量材料,通过点火核心活跃唤醒怪物。此类事件可能影响恒星出生率(或受恒星出生率的影响)。来自德克萨斯大学的John Kormennny来自密歇根大学安娜堡,突出了黑洞质量与每个星系中心的恒星的质量之间的相关性:质量黑洞几乎总是大约占星颗粒的0.1%。

我们自己的牛奶托盘也许是一个活跃的星系核心和恒星托儿所在银河系的中心之间如此关联的一个例子,距离我们的24,000个轻微的岁月。围绕着强大的无线电辐射来源,有气体和快速移动的星星 x据估计,估计大约260万太阳能群众。最近,由RainerSchödel领导的国际团队从Max Planck of Grain of Germany,展示了几乎是一个巨大的黑洞。它将作为慢动作的活性核心,以速度低于真正的活性核心的速率达到周围材料。今天我们不观察到真正的星星爆发,但闪亮的集群靠近银河系的中心,可能的追随者遗骸发生了几百万年前。

最后,另外两个重要的指数来自漫射天空底部的漫射辐射的观察。它不是宇宙辐射的底部,而是由于我们的仪器的限制,我们尚未分成不同的星系的所有远处源的综合光线。在Orsay空间天体物理学研究所发现的红外漫射背景比我们想象的更激烈。最近的观察结果表明,它包括红外线中的丰富的非常辉煌的星系。这些遥远的星系 - 以及因此,当代宇宙历史的远程时期 - 必须是强烈的恒星出生率生产的座位,以加速的节奏,大规模的恒星,超新星爆炸,已经释放了大量的灰尘。后者被它们掩盖的恒星加热,这解释了这些恒星集群的红外线中的强烈光彩。已经发现许多开始的星系是有效的核心。相反,这些细胞核的次数最亮相的观察揭示了其中许多是具有折磨形式的红外星系的寄生,这将遭受频繁的合并和银河碰撞。然而,这种碰撞产生了爆发的恒星。至于光线领域的漫反射物质 x他的研究揭示了一群活跃的核,到目前为止已经逃脱了光学望远镜。当这些细胞核伴随着与大量灰尘相关的星星的弹性核心时,简单地解释了这种掩星。

鸡蛋或母鸡?

在活跃的诺之耀和星星彩布协会中可以考虑四个解释:明星爆发和活跃的星系核心只能是一个和同样的现象;第三方机制可以产生活性核和爆发;活性核可能导致爆发;或者爆发会引发活性核的培训。

第一个情景是旧想法的受限制版本,即活跃的星系核将只是其他类型的星形排水。虽然这些想法对于大多数活跃的核来说是错误的,但它可以解释一些低活性的半乳髓是由强烈的恒星活性而不是巨大的黑洞产生的。这项活动将被限制在一个如此之小的区域,以至于我们与黑洞混淆。最后的判决尚未陷入这种可能性。

在第二个情景中,“连接”是一个简单的巧合:相同的机制可以在星星爆发和形成活性核的形成时同时产生有利的地面。因此,例如,两个星系的融合会将一些气体推向新实体的中心,触发恒星爆发和溢出新鲜物质倾销器进入睡眠黑洞的嘴,从而恢复活性。根据这一假设,超大分离的黑洞将在大约1000万年中形成,这也是恒星爆发的平均寿命,以及两个星系的合并所需的时间。然而,大多数天体物理学家更喜欢最后两种情况,即有源核和爆发之间存在原因和效应关系。

第三种情况假设,与我们所认为的相反,超大迹象的黑洞通过在半乳液中心创建周边的“材料电流”来对整个星系 - 主体产生强烈影响。这种现象可以带来反复出现的恒星无聊爆发的必要条件。根据Françoise的说法,从巴黎观测台到位,一旦叠加黑洞到位,当Galaxy有一个星条的恒星(壳体,70%的时间)时,气体就会朝着心脏流动银河系喂养活性核心。这种电流的运动会导致恒星爆发的冲击波和气态凝结。许多观察结果支持这个理论。许多与活性核的亲密星系也含有尘土尘埃结构,当外部的星际被吸引到中心时,可能已经形成的结构。

飙升的恒星也可能是由向黑洞外侧的能量驱逐引起的。当超迹黑洞开始从材料中吞噬时,产生活性核心,冲击波和喷射器可以在星系中传播。沿着冲击波的前部积聚的气体,并在恒星中凝聚在那里。架子敏感的卫星 x Chandra. 最近观察到了Galaxy Centaurus a,恒星出生率非常高。图像表明,活动核心的可怕爆炸将发生千万年前。在星系的周边上,观察到辐射发射环 x 由这种爆炸引起的冲击波会导致25,000次左右的直径。它将恰逢恒星形成集,这是在可见光中观察到的幼颗恒星的弧形支持的假设叠加在辐射环上 x.

这种第三种场景的不同版本,其中黑洞在恒星之前形成,具有有趣的后果。在这些条件下,黑洞(而不是星星)将是阐明空间的第一颗星,以便摆脱天文学家有资格掩盖宇宙的魅力。预测我们应该能够在未来几年内检查。

怪物的诞生

至于我们,我们认为观察和理论的最佳方案是第四个,这是一个姿势作为起点爆发的星星。然后,形成正常的恒星演化会产生活性核心。恒星训练的开始创造了密集的星星,碰撞相对频繁。群体的大恒星迅速死亡,变成了恒星质量的中子恒星或黑洞,所有这些尸体都很凝聚。在几十或数亿年内,它们构成了一个较小的黑洞。

一个大的巨大的黑洞甚至可以从小星星形成,类似于太阳(在正常时期不会变成黑洞)。在一个集群中,这些太阳会碰撞,形成巨星和融化机制可以被带走几百到几千次比太阳更重的喵喵叫。然后,这些巨大的物质将崩溃以形成类似质量的黑洞。同样,该机制将延伸到一百万年,这远远低于星系的寿命,并且足够快,以解释最古老的Quasars。

无论这些黑洞形成的地方,它们都会倾向于朝向星系的中心下沉。他们会合并给一个超级分类的黑洞。通过观察Galaxy NGC 6240,这种情况加强了这种情况,其中一对超大分离的黑洞在另一个绕组中绕过轨道,等待熔化 (见图3).

一旦安装,通过吞咽周围材料,黑洞继续生长。它们甚至可以吞噬球形簇,以倾向于星系的边界,并且由于银河系的摩擦而失去能量,并且由与银河系中存在的其他群众的多个相互作用产生。这些丛慢慢地在螺旋到中心慢慢地,他们最终被黑洞施加的潮汐力撕裂。在几百万年内,这种机制将把数千万个太阳能群体注入核心。来自银椎间盘的其他中断也可能沉淀到中央黑洞的材料。

平均重量

该模型在其中恒星爆发是活性核的来源,提供了一个完全新的黑洞人群,其肿块在恒星质量的黑洞之间的中间体和超大分离的黑洞。我们在若干星系附近发现了半径源的星系 x 比中子恒星或恒星质量的黑洞更强大的十到几百次。它可能是中子恒星或普通的黑洞,其喷气机偶然是指我们的,这将使它们出现异常辉煌。然而,许多这些来源可能是几百个太阳能群众的黑洞。

去年,来自巴尔的摩的太空望远镜科学研究所和迈克尔富豪,罗伊尔·凡富,从洛杉矶大学观察,观察到两支球队,观察到,在两个星星集群,M15和M33-G1的中心,索引建议存在中等大小的黑洞。这两个集群的恒星正在移动这么快,除非它分别被接近2,000和20,000个太阳能群体的物体保留。这些“尸体”不一定是黑洞(它可能是中子恒星或小黑孔)。但是,即使这种情况是这种情况,这些对象局限于小集群,最终将合并形成一个黑洞。

Tod Strohmayer和Richard Mushotzky,戈达德中心 美国宇航局,最近发现了搁架的来源 x 异常明亮,位于星系的中心附近,Sussauts M 82,“闪烁”,时间为约18秒。这些辐射变化太慢,太不规则而来来自中子星的表面。它们也太强烈,无法通过这种类型的轨道上的轨道中的材料磁盘发射。另一方面,如果它们来自黑洞周围的吸积圆盘,它们的特征将解释,其质量应该达到几千个太阳能群众。在螺旋星系NGC 1313,Jon Miller和他的同事来自Harvard-Smithsonian Astrophysics Center,已经找到了两个光线来源 x 非常明亮,也比恒星质量的黑洞更冷。现在,该理论预测黑洞附近的温度随着其质量增加而降低:NGC 1313黑洞比普通黑洞更大。

这些物体是中间质量的黑洞的事实没有得到证实,因为它们远离他们的星系主持人的中心,我们不知道它们是否介入了活性核和恒星爆发之间的关系。最近,我们在起始的Galaxy NGC 253中更新了更多的直接线索。这个星系散发了光线 x 高能量长期以来,他们来自脆弱的气体信封,但燃烧与恒星出生出来。 1995年,我们在频谱中检测到 x 从星系,提醒那些被黑洞吸入的材料圆盘的痕迹。 2001年,我们得到了一个射线图像 x 从这个星系,感谢卫星 Chandra. (见图4)。五个光源 x 非常高的能量出现在3,000卷直径的3,000卷,以银河系的核心为中心。其中一个物体位于银河系的中心。它比中子星或恒星质量孔呈大约100倍,这表明其质量相当于约100个太阳。它可能是在星系的活性核心的变态期间惊讶的中间质量孔。然后,事件序列如下:从银河系的中心不发生恒星训练爆发;形成的大型恒星形成坍塌并合并为生下浅黑洞,落入银河系中心并转过身融合,形成一个超大的黑洞胚胎;虽然星星爆发,超大的黑洞进入活动并提供了活跃的核心。

恒星爆发扰乱饮食和超大黑洞饮食和生长的机制应该帮助我们更好地理解最强大的活性核:Quasars。为什么2或三十亿宇宙的标准品,特征对象,它们比当代星系的活跃核更强大吗?是因为那么,星系碰撞和星星比今天更频繁,产生更强大,更丰富的活性核?在接下来的几年里,我们可能发现,另一方面的单向触发活动类型是一种粗略的简化。活跃的核和恒星爆发可以参与往复关系,星系振荡核活性和起始阶段之间的阶段。这两个阶段也可以同时演变。然后,星系的恒星群将受到异国的代际团结的影响!

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