Белый карлик Intrepid: столкновение с черной дырой и рентгеновские вспышки из ядра галактики
Ученые обнаружили уникальное явление в галактике 1ES 1927+654: белый карлик Intrepid, компактный звездный объект, находится на опасно близкой орбите к сверхмассивной черной дыре в центре галактики, расположенной в 270 млн световых лет от Земли, передает Reuters. Столкновение белоко карлика Intrepid и черной дыры в ядре галактики привело к регулярным вспышкам рентгеновского излучения на Земле, которые стали объектом пристального изучения с помощью телескопа XMM-Newton Европейского космического агентства.
Белый карлик: ближайший объект к черной дыре
По словам исследователей, белый карлик Intrepid, вероятно, является самым близким объектом, который когда-либо наблюдали на орбите черной дыры. Объект вращается на расстоянии всего около 5 млн миль (8 млн километров) от горизонта событий черной дыры.
«Это невероятно близко к горизонту событий черной дыры», — отметила Меган Мастерсон, ведущий автор исследования из Массачусетского технологического института.
Черная дыра и белый карлик в центре галактики 1ES 1927+654
Черная дыра: размер и масса
Черная дыра в центре галактики 1ES 1927+654 имеет массу, примерно в миллион раз превышающую массу Солнца. Это значительно меньше, чем масса сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре нашего Млечного Пути, но ее влияние на окружающие объекты остается разрушительным.
Черные дыры: гравитация и гравитационная сила
Черные дыры, невероятно плотные космические объекты, обладают столь сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться из них. Обычно они поглощают все, что приближается слишком близко, включая звезды и межзвездный газ. Однако данный белый карлик избежал такого исхода.
«Белый карлик демонстрирует уникальное поведение, не совершая «смертельного прыжка» в черную дыру, а вращаясь на стабильной орбите», — добавляют ученые.
Черная дыра — это?
Черная дыра — это область в пространстве-времени, где гравитационное притяжение настолько мощное, что даже объекты, движущиеся со скоростью света, включая сами световые частицы (кванты), не способны её покинуть. Границей этой области является горизонт событий. В случае сферически симметричной черной дыры эта граница имеет форму сферы, радиус которой определяется по формуле Шварцшильда и считается ключевым параметром, характеризующим размер черной дыры.
Белый карлик: особенности
Белый карлик Intrepid, масса которого составляет около 10% массы Солнца, движется с невероятной скоростью, близкой к половине скорости света. Он пересекает высокоэнергетическую среду черной дыры, что вызывает мощные рентгеновские вспышки.
Белый карлик — это?
Белые карлики — это звезда или, точнее, конечная стадия эволюции звезд с массой до восьми солнечных масс. Они состоят из сжатого звездного материала, а их диаметр сопоставим с диаметром Земли.
Белый карлик — это звезда, представляющая собой компактный объект, лишенный термоядерных реакций, благодаря которым светят обычные звезды. Их светимость обусловлена остаточной тепловой энергией, которую они постепенно теряют, остывая на протяжении миллиардов лет.
Наиболее близкий к Земле белый карлик — Сириус B, расположенный на расстоянии около 8,6 световых лет. Среди ста ближайших к Солнцу звездных систем примерно восемь считаются белыми карликами. По оценкам астрономов, белые карлики составляют от 3 до 10 % звездного населения нашей галактики. Такая разница в оценках связана с их низкой светимостью, что затрудняет наблюдение особенно удаленных объектов.
Обнаруженный белый карлик Intrepid движется с невероятной скоростью, близкой к половине скорости света.
Эволюция орбиты и поведение белого карлика
В течение двух лет ученые наблюдали сокращение интервалов между рентгеновскими вспышками. Это свидетельствовало о сокращении (уменьшении) орбиты белого карлика вокруг черной дыры. Однако белый карлик смог стабилизировать орбиту.
Рентгеновские вспышки: стабилизация орбиты белого карлика
Интервалы между вспышками постепенно уменьшались с 18 минут до 7 минут, пока орбита звезды не стабилизировалась. Ученые предполагают, что стабилизация стала возможной из-за утраты белым карликом внешних слоев, которые поглощаются черной дырой, создавая противодействующую силу. Это не позволяет звезде пересечь горизонт событий и полностью исчезнуть.
Белый карлик: поглощение черной дырой
Белый карлик, возможно, избежал полного поглощения черной дырой, благодаря стабилизации орбиты. Это делает событие уникальным примером взаимодействия двух экстремальных космических объектов.
-8hnEBlbg.jpg)
Белый карлик: размеры
Белые карлики невероятно компактны: их диаметр обычно сопоставим с диаметром Земли, что делает их одними из самых малых звездных объектов. Однако при своей небольшой величине они обладают огромной массой.
Белый карлик: плотность
Плотность белого карлика чрезвычайно высока. Материал белого карлика сжимается до такой степени, что его плотность может достигать миллионов тонн на кубический сантиметр. Это объясняется тем, что звезда после коллапса удерживается давлением вырожденного газа электронов, предотвращая дальнейшее сжатие.
Будущие исследования: роль LISA и гравитационные волны
Ученые рассчитывают подтвердить статус объекта как белого карлика с помощью новых обсерваторий, таких как космическая антенна LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Она предназначена для изучения гравитационных волн, создаваемых взаимодействием массивных объектов.
«Этот результат показывает, что объекты могут находиться на экстремально близких орбитах к черным дырам. Я надеюсь, что в будущем мы сможем наблюдать такие объекты как в рентгеновском, так и в гравитационном диапазонах», — добавила Эрин Кара, астрофизик и соавтор исследования.
Наблюдение за белым карликом Intrepid, вращающимся вокруг черной дыры, открывает новые горизонты для изучения гравитации, космических столкновений и стабильности орбит. Эти открытия проливают свет на динамику взаимодействия между черными дырами и звездами.
Белые карлики: как образуются в космосе?
Белые карлики формируются в результате эволюции звезд, масса которых не превышает 10 солнечных масс — таких звезд более 97% в нашей галактике. Когда звезда малой или средней массы завершает сжигание водорода в гелий, она расширяется, превращаясь в красный гигант. На этой стадии термоядерные реакции преобразуют гелий в углерод и кислород.
Однако, если массы красного гиганта недостаточно для достижения температуры, необходимой для термоядерных реакций с участием углерода, звезда сбрасывает свои внешние слои, образуя планетарную туманность. В результате остается компактное ядро, которое становится белым карликом, состоящим из углерода и кислорода.
Белый карлик: фото
Белые карлики: виды
В зависимости от массы исходной звезды термоядерные реакции могут остановиться на разных стадиях:
- Гелиевые белые карлики образуются из звезд с очень малой массой, чаще всего в двойных системах.
- Белые карлики из углерода и кислорода формируются из звезд средней массы, заканчивающих свою жизнь как красные гиганты.
- Белые карлики из неона, кислорода и магния появляются из звезд с массой от 8 до 10,5 солнечных масс, у которых термоядерные реакции завершились на стадии неона.
Комментарии (0)