Chandra fotografuje gaz płynący w stronę czarnej dziury

Chandra fotografuje gaz płynący w stronę czarnej dziuryOriginal Press Release
Na kompozytowym zdjęciu pokazanym obok połączono dane zebrane przez teleskop VLT Europejskiego Obserwatorium Południowego oraz dane rentgenowskie zarejestrowane przez obserwatorium orbitalne NASA Chandra.

Dane Chandry ukazano w kolorze niebieskim, a dane optyczne VLT – złotym. Punktowe źródła promieniowania rentgenowskiego na zdjęciu to w większości układy podwójne zawierające gaz ściągany z gwiazdy na gwiazdę neutronową lub mało masywną czarną dziurę. Wstawka ukazuje centralny obszar zdjęcia Chandry, na którym czarna dziura znajduje się w środku. W miejscu czarnej dziury nie widać punktowego źródła, natomiast widoczna na nim jest obejmująca znaczny obszar emisja rentgenowska zarówno gorącego gazu opadającego w kierunku czarnej dziury jak i nierozdzielonych układów podwójnych.

Aby wykryć efekty czarnej dziury astronomie odjęli sygnał rentgenowski gwiazd podwójnych od gorącego gazu w centrum galaktyki. Następnie badając gorący gaz w różnych odległościach od czarnej dziury udało się naukowcom odkryć krytyczną granicę – miejsce, w którym ruch gazu zostaje zdominowany przez grawitację supermasywnej czarnej dziury i zaczyna na nią opadać. Odległość, w której to ma miejsce określany jest promieniem Bondiego.

W miarę jak gaz przepływa w kierunku czarnej dziury rośnie jego ciśnienie co powoduje wzrost temperatury i jasności gazu – zjawisko to zostało potwierdzone za pomocą obserwacji rentgenowskich. Naukowcy odkrył, że temperatura gazu zaczyna rosnąć w odległości około 700 lat świetlnych od czarnej dziury. Miejsce to wyznacza promień Bondiego. To zarazem oznacza, że czarna dziura w jądrze NGC 3115 ma masę około dwa miliardy razy większą od masy Słońca (co zgadza się z wcześniej uzyskanymi wynikami obserwacji optycznych). To jednocześnie czyni z NGC 3115 najbliższą galaktykę zawierającą czarną dziurę o masie miliard razy większą od masy Słońca.

NGC 3115 leży w odległości około 32 milionów lat świetlnych od Ziemi i zalicza się do typu galaktyk soczewkowych – galaktyk, które zawierając zarówno centralne zgrubienie gwiazd jak i dysk, ale nie zawierają spiralnych ramion.

Źródła:

NGC 3115: Chandra Images Gas Flowing Toward Black Hole

The galaxy NGC 3115 is shown here in a composite image of data from NASA's Chandra X-ray Observatory and the European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT). Using the Chandra image, the flow of hot gas toward the supermassive black hole in the center of this galaxy has been imaged. This is the first time that clear evidence for such a flow has been observed in any black hole.

The Chandra data are shown in blue and the optical data from the VLT are colored gold. The point sources in the X-ray image are mostly binary stars containing gas that is being pulled from a star to a stellar-mass black hole or a neutron star. The inset features the central portion of the Chandra image, with the black hole located in the middle. No point source is seen at the position of the black hole, but instead a plateau of X-ray emission coming from both hot gas and the combined X-ray emission from unresolved binary stars is found.

To detect the black hole's effects, astronomers subtracted the X-ray signal from binary stars from that of the hot gas in the galaxy's center. Then, by studying the hot gas at different distances from the black hole, astronomers observed a critical threshold: where the motion of gas first becomes dominated by the supermassive black hole's gravity and falls inwards. The distance from the black hole where this occurs is known as the „Bondi radius.”

As gas flows toward a black hole it becomes squeezed, making it hotter and brighter, a signature now confirmed by the X-ray observations. The researchers found the rise in gas temperature begins at about 700 light years from the black hole, giving the location of the Bondi radius. This suggests that the black hole in the center of NGC 3115 has a mass of about two billion times that of the Sun, supporting previous results from optical observations. This would make NGC 3115 the nearest billion-solar-mass black hole to Earth.

NGC 3115 is located about 32 million light years from Earth and is classified as a so-called lenticular galaxy because it contains a disk and a central bulge of stars, but without a detectable spiral pattern.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *