» » Фрагмент газопылевого облака в окрестностях центра Галактики
на правах рекламы

Фрагмент газопылевого облака в окрестностях центра Галактики

Автор: admin от 3-01-2014, 18:20
Фрагмент газопылевого облака в окрестностях центра Галактики
25.12.13 | Астрофизика, Иван Лаврёнов | Комментарии (11)


Фрагмент газопылевого облака в окрестностях центра Галактики

Рис. 1. Кадры из симуляции поглощения газового облака G2 черной дырой Sgr A* в центре Млечного Пути в 2012–2014 годах. Синие эллипсы — орбиты известных звезд вблизи дыры. Видео с сайта space.com
Узкий участок Магелланова Потока, находящийся непосредственно над центром Млечного Пути, проявляет избыточное свечение в линии H, которое нельзя объяснить засветкой от скоплений молодых звезд в Галактике. Если предположить, что газ был возбужден ультрафиолетовым излучением, связанным с джетами центральной черной дыры, то ядро Млечного Пути должно было быть намного более активным в недавнем по космическим меркам прошлом. Необходимые для объяснения избыточной эмиссии темпы поглощения вещества центральной черной дырой и связанная с ними светимость аккреционного диска в 108 раз больше современных значений и сравнимы с таковыми для типичных сейфертовских галактик. Таким образом, и Млечный Путь проходил в прошлом через стадию активной галактики.

Черные дыры и активные галактики

В центре почти каждой большой галактики имеется сверхмассивная черная дыра (СМЧД). Как и всякая черная дыра, СМЧД — это объект столь плотный и массивный, что его гравитация не позволяет ничему попавшему внутрь дыры улететь обратно, включая даже свет. Черные дыры в центрах галактик имеют массу от сотен тысяч до десятков миллиардов масс Солнца, и влияние их тяготения на объекты в центре галактик очень велико. Оно разгоняет обращающиеся вокруг дыры звезды (см., например, S2) и газопылевые облака до сотен и тысяч километров в секунду и способно поглощать, а также — за счет приливных сил — деформировать и разрушать газопылевые облака, а иногда даже сами звезды, проходящие вблизи.

Радиус черной дыры определяется радиусом горизонта событий — воображаемой поверхности, на которой вторая космическая скорость равна скорости света, — и является минимально возможным для объекта данной массы. Радиус пропорционален массе: r = 2GM/c2 (в предположении, что черная дыра не вращается; здесь G — гравитационная постоянная, а c — скорость света) и для черной дыры в центре Млечного Пути, масса которой оценивается в 4,3 миллиона масс Солнца, равен примерно 12 миллионов километров — это впятеро меньше среднего расстояния от Меркурия до Солнца. Но размер области, где силы притяжения уже очень велики и разгоняют вещество до тысяч и десятков тысяч километров в секунду, гораздо больше. В этом и состоит объяснение того, что окрестности черных дыр как звездной, так и сверхмассивной весовой категории часто являются источниками интенсивного ионизирующего излучения и потоков заряженных частиц.

Как правило, приближающийся к черной дыре объект не может сразу попасть под горизонт событий — для этого нужно почти полное отсутствие касательной скорости. При заметном отличии ее от нуля (а это почти всегда так) объект только пройдет вблизи от дыры по сильно вытянутой орбите. Таким объектом может оказаться облако пыли и газа. Обычно размеры этих облаков в тысячи и даже миллионы раз больше диаметра дыры, а силы притяжения между близкими объемами вещества в них слабые. Поэтому вблизи от черной дыры скорости и траектории разных фрагментов облака могут очень сильно отличаться (рис. 1).

Огромные силы трения между сталкивающимися потоками газа, которые движутся с очень большими скоростями, приводят к их разогреву до десятков и сотен тысяч градусов и мощному свечению в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Это происходит за счет кинетической энергии движущихся масс пыли и газа. Наиболее интенсивно эти процессы идут в периапсисе (ближайшей к центральному телу точке орбиты). Поэтому вещество теряет скорость и переходит на более близкие к черной дыре круговые орбиты — так образуется аккреционный диск. Газ в нем также испытывает трение между быстро вращающимися внутренними и медленно вращающимися внешними областями. За счет трения газ во внутренних областях замедляется и падает в черную дыру, при этом нагреваясь до десятков миллионов градусов и излучая еще мощнее. Но даже этот газ не попадает в дыру полностью: остаток «выстреливается» от ее полюсов в виде струй — джетов — со скоростями, близкими к скорости света. Детали этого процесса до сих пор неизвестны, но предполагается, что образованием джетов управляет не кумулятивный эффект, а магнитные поля аккреционного диска. Однако распространенность этого процесса очевидна: джеты имеются у многих активных галактик (рис. 2) и даже у двойных звездных систем вроде SS 433, в которых один из компонентов — черная дыра — поглощает вещество компаньона — обычной звезды.
function pict_popup(src,title) {
var w = window.open(src,'','channelmode=no,toolbar=no,location=no,status=no,directories=no,menubar=no,');
if(navigator.appName=='Microsoft Internet Explorer') w.document.write(''+title+'

Теги: Астрофизика, Фрагмент, газопылевого, облака, окрестностях, центра, Галактики

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий