Новости науки 03.10 Свидетельства существования мертвых квазаров в спокойных галактиках

Общепризнано, что в центрах активных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, для многих из них даже существуют надежные оценки массы - от миллионов до почти миллиарда масс Солнца. Возможно, они есть и в центрах спокойных галактик и их "спокойствие" связано лишь с отсутствием достаточного потока вещества, всасываемого центральной черной дырой. По крайней мере в одной спокойной галактике - в нашей собственной - по ряду данных есть центральная черная дыра в миллионы солнечных масс. На днях опубликован е-принт Stefanie Komossa (astro-ph/0109441), где приводятся аргументы за то, что вспышки мягкого рентгеновского излучения, зарегистрированные ранее станцией ROSAT в ряде спокойных галактик, связаны со сверхмассивными черными дырами, а именно, с приливным разрушением звезд полем тяготения черных дыр.

Общая картина на современном уровне понимания такова. Во многих галактиках на ранней стадии их эволюции возникают сверхмассивные черные дыры. На стадии их бурного роста ядра галактик становятся квазарами, когда поток вещества, собираемого центральной черной дырой особенно велик, и светимость всасываемого вещества (до 10⁴⁷ эрг/с) намного превышает светимость самой галактики (~ 10⁴⁴ эрг/с для крупных галактик). Стадия квазара кратковременна, поскольку черная дыра собирает все доступное вещество и поток "топлива" уменьшается. В молодой Вселенной квазаров было намного больше, чем сейчас - прекрасно просматривается пик их распространенности при красном смещении z ~ 2. При умеренном потоке вещества сверхмассивная черная дыра выступает как активное галактическое ядро (светимость 10⁴¹ - 10⁴⁴эрг/с). Таковых гораздо больше, в том числе, они есть и среди относительно близких галактик.

Может ли поток вещества иссякнуть до такой степени, что ядро галактики со свермассивной черной дырой, перестанет проявлять наблюдаемые признаки активности? В принципе, да - это вопрос динамики разных составляющих центральных областей галактики. Галактика может динамически "устояться": все доступное вещество может быть "выедено", остаются лишь звезды (и небольшое количество газа), двигающиеся по кеплеровским орбитам, избегающим ближайших окрестностей черной дыры. Но и в этом случае возможны отдельные катаклизмы: орбиты звезд центральных областей хаотичны, звезды могут менять свои орбиты, проходя близко друг к другу, и рассеянная звезда может попасть в полость Роша центральной черной дыры, где ее ждет разрушение приливными силами и последующее поглощение черной дырой. Такие события давно предсказаны, оны должны вести к довольно продолжительным вспышкам светимостей ядер галактик - от месяцев до лет (остатки звезды образуют диск вокруг черной дыры, который всасывается постепенно). Следует заметить, что этот механизм не работает для черных дыр с массой больше 10⁸ солнечных масс - в этом случае звезда заглатывается целиком, не разрушаясь.

В е-принте Stefanie Komossa (эта работа докладывалась на недавней конференции "Маяки Вселенной" в Гарчинге, Германия) приводятся аргументы, что подобные события уже наблюдались спутником ROSAT как вспышки светимостей ряда галактик в мягком рентгене. Приводится четыре случая. Во всех был обнаружен огромный поток мягкого рентгена (10 ⁴³ - 10⁴⁴ эрг/с, что сравнимо с полной светимостью галактики в видимом свете) от спокойных галактик. Вспышки не были отслежены полностью по времени, но точно известно, что до того и через годы после эти галактики не излучали заметных потоков рентгена. Чернотельная температура спектра - от 40 до 100 электронвольт соответствует теоретическим оценкам для подобных событий. Последующие радионаблюдения вспыхивавших галактик не показали признаков активности в радиодиапазоне.

Оценка частоты подобных событий - раз в 10 тысяч лет на галактику. Это значит, что для детального отслеживания вспышек надо наблюдать одновременно много галактик. В обозримом будущем это позволят сделать планируемые эксперименты. Вопрос крайне интересен, он сводится к тому, являются ли центральные сверхмассивные черные дыры (соответственно стадии квазаров и активных ядер) нормой или патологией галактик.

перейти к началу страницы