Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Гіперкомпактна зоряна система (ГКЗС) — це щільне скупчення зірок навколо надмасивної чорної діри, яка була викинута з центру своєї галактики. Зірки, які знаходяться поблизу чорної діри під час викиду, залишаться разом із чорною дірою після того, як вона покине галактику, утворюючи ГКЗС.
Термін «гіперкомпактні» стосується того факту, що ГКЗС мають малі розміри порівняно зі звичайними зоряними скупченнями подібної світності. Це тому, що гравітаційна сила надмасивної чорної діри змушує зірки рухатися по дуже вузьких орбітах навколо центру скупчення.
Яскраве рентгенівське джерело SDSS 1113 поблизу галактики може бути першим кандидатом на ГКЗС. Знахідка ГКЗС підтвердила б теорію віддачі гравітаційних хвиль і довела б, що надмасивні чорні діри можуть існувати поза галактиками.
Властивості
Зірки, які обертаються навколо надмасивної чорної діри (НМЧД) у момент удару, стануть пов'язані та будуть тягнутися разом із НМЧД, якщо їхня орбітальна швидкість перевищує швидкість удару Vy. Такий критерій і визначає розмір ГКЗС: її радіус приблизно дорівнює радіусу орбіти, яка має ту саму швидкість навколо НМЧД, що й швидкість удару, або
де M — маса НМЧД, а G — гравітаційна стала. Розмір R становить приблизно половину парсека (пк) (два світлових роки ) для удару 1000 км/с і масою НМЧД 100 мільйонів мас Сонця. Найбільші ГКЗС мали б розмір приблизно 20 пк, приблизно так само, як велике кулясте скупчення, а найменші сягали б приблизно однієї тисячної парсека в поперек, менше будь-якого відомого зоряного скупчення .
Кількість зірок, які залишаються пов'язаними із НМЧД після удару, залежить як від Vy, так і від того, наскільки щільно зірки були скупчені навколо НМЧД перед ударом. Низка аргументів припускає, що загальна зоряна маса становитиме приблизно 0,1% маси НМЧД або менше. Найбільші ГКЗС могли б складатися із кілька мільйонів зірок, роблячи їх за світністю можливими для порівняння із кулястим скупченням або надкомпактною карликовою галактикою.
Окрім дуже компактних розмірів, основною відмінністю між ГКЗС і звичайним зоряним скупченням є набагато більша маса ГКЗС через НМЧД у її центрі. НМЧД сама по собі є темною і її неможливо виявити, однак її гравітація змушує зірки рухатися з набагато вищими швидкостями, ніж у звичайному зоряному скупченні. Нормальні зоряні скупчення мають внутрішні швидкості кілька кілометрів на секунду, тоді як у ГКЗС практично всі зірки рухаються швидше, ніж Vy, тобто сотні чи тисячі кілометрів на секунду.
Якщо швидкість удару менша за швидкість виходу з галактики, НМЧД впаде назад до ядра галактики, коливаючись багато разів у галактиці, перш ніж остаточно зупинитися. У цьому випадку ГКЗС існувала би як окремий об’єкт лише відносно короткий час, порядку сотень мільйонів років, перш ніж зникнути у ядрі галактики. Протягом цього часу ГКЗС буде важко виявити, оскільки вона буде накладатися на галактику або за нею.
Навіть якщо ГКЗС вирветься зі своєї "галактики-господаря", вона залишиться прив’язаною до групи або скупчення галактик, оскільки швидкість виходу з них набагато більша, ніж з однієї галактики. Під час спостереження ГКЗС буде рухатися повільніше, ніж Vy, оскільки вона вийде з гравітаційної потенціальної ями галактики та/або скупчення.
Зірки в ГКЗС будуть схожі на типи зірок, які спостерігаються в ядрах галактик. Тому очікується, що зірки в ГКЗС є молодшими та багатшими на метал порівняно із зірками в типовому кульовому скупченні.
Пошук
Оскільки чорна діра в центрі ГКЗС практично невидима, ГКЗС буде виглядати дуже схожою на слабке скупчення зірок. Щоб визначити, що спостережуване зоряне скупчення є ГКЗС, потрібно виміряти орбітальні швидкості зірок у скупченні за допомогою їхніх доплерівських зсувів частоти і перевірити, що вони рухаються набагато швидше, ніж очікується для зірок у звичайному зоряному скупченні. Це складне спостереження, оскільки ГКЗС буде відносно тьмяною, вимагаючи багатогодинного часу експозиції.
Найбільш перспективними місцями для пошуку ГКЗС є скупчення галактик по двом причинам: по-перше, більшість галактик у скупченні галактик є еліптичними галактиками, які, як вважають, утворилися в результаті злиття. Злиття галактик є передумовою для формування подвійної НМЧД, що є передумовою для удару. По-друге, швидкість відльоту від скупчення галактик достатньо велика, щоб ГКЗС не зруйнувалося, навіть якщо воно вирветься із "галактики-господаря".
Було підраховано, що сусідні скупчення галактик у сузір'ях Печі і Діви можуть містити сотні або тисячі ГКЗС. Ці скупчення галактик були досліджені на наявність компактних галактик і зоряних скупчень. Цілком можливо, що деякі з об’єктів, виявлених у цих дослідженнях, були ГКЗС, які були помилково ідентифіковані як звичайні зоряні скупчення. Відомо, що деякі компактні об’єкти в дослідженнях мають досить високі внутрішні швидкості, але жоден з них не здається достатньо масивним, щоб кваліфікуватися як ГКЗС.
Іншим ймовірним місцем, де можна знайти ГКЗС, є околиці поблизу місця нещодавнього злиття галактик.
Час від часу, чорна діра в центрі ГКЗС буде руйнувати зірку, яка проходить надто близько, створюючи дуже яскравий спалах. Кілька таких спалахів спостерігали в центрах галактик, імовірно викликаних зіркою, яка наблизилася до НМЧД в ядрі галактики. Було підраховано, що в такому випадку НМЧД зруйнує близько дюжини зірок протягом часу, необхідного для виходу з галактики. Оскільки тривалість спалаху становить кілька місяців, шанси побачити таку подію невеликі, якщо не досліджувати великий об’єм простору. Зірка в ГКЗС також може вибухнути як наднова типу I.
Важливість
Відкриття ГКЗС було б важливим з кількох причин:
- Це стане доказом того, що надмасивні чорні діри можуть існувати за межами галактик.
- Це підтвердило б комп’ютерне моделювання, яке передбачає віддачу гравітаційних хвиль на тисячі кілометрів на секунду.
- Існування ГКЗС означало б, що деякі галактики не мають надмасивних чорних дір у своїх центрах. Це матиме важливі наслідки для теорій, які пов’язують зростання галактик із зростанням надмасивних чорних дір, а також для емпіричних кореляцій між масою НМЧД і властивостями галактики.
- Якщо вдасться виявити багато ГКЗС, можна буде реконструювати розподіл швидкостей удару, який містить інформацію про історію злиття галактик, маси та спінів подвійних чорних дір тощо.
Дивіться також
Список літератури
- Merritt, D.; Schnittman, J. D.; Komossa, S. (2009), Hypercompact Stellar Systems Around Recoiling Supermassive Black Holes, The Astrophysical Journal, 699 (2): 1690—1710, arXiv:0809.5046, Bibcode:2009ApJ...699.1690M, doi:10.1088/0004-637X/699/2/1690
- Gualandris, A.; Merritt, D. (2008), Ejection of Supermassive Black Holes from Galaxy Cores, The Astrophysical Journal, 678 (2): 780—796, arXiv:0708.0771, Bibcode:2008ApJ...678..780G, doi:10.1086/586877
- Mieske, S.; Hilker, M.; Jordán, A.; Infante, L.; Kissler-Patig, M.; Rejkuba, M.; Richtler, T.; Côté, P. та ін. (2008), The nature of UCDs: Internal dynamics from an expanded sample and homogeneous database, Astronomy and Astrophysics, 487 (3): 921—935, arXiv:0806.0374, Bibcode:2008A&A...487..921M, doi:10.1051/0004-6361:200810077
- Komossa, S. (2004), The Extremes of (X-ray) Variability Among Galaxies: Flares from Stars Tidally Disrupted by Supermassive Black Holes, Proceedings of the International Astronomical Union, 2004: 45—48, Bibcode:2004IAUS..222...45K, doi:10.1017/S1743921304001425
- Komossa, S.; Merritt, D. (2009), Tidal Disruption Flares from Recoiling Supermassive Black Holes, The Astrophysical Journal, 683 (1): L21—L24, arXiv:0807.0223, Bibcode:2008ApJ...683L..21K, doi:10.1086/591420
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Nemaye perevirenih versij ciyeyi storinki jmovirno yiyi she ne pereviryali na vidpovidnist pravilam proektu Giperkompaktna zoryana sistema GKZS ce shilne skupchennya zirok navkolo nadmasivnoyi chornoyi diri yaka bula vikinuta z centru svoyeyi galaktiki Zirki yaki znahodyatsya poblizu chornoyi diri pid chas vikidu zalishatsya razom iz chornoyu diroyu pislya togo yak vona pokine galaktiku utvoryuyuchi GKZS Termin giperkompaktni stosuyetsya togo faktu sho GKZS mayut mali rozmiri porivnyano zi zvichajnimi zoryanimi skupchennyami podibnoyi svitnosti Ce tomu sho gravitacijna sila nadmasivnoyi chornoyi diri zmushuye zirki ruhatisya po duzhe vuzkih orbitah navkolo centru skupchennya Yaskrave rentgenivske dzherelo SDSS 1113 poblizu galaktiki mozhe buti pershim kandidatom na GKZS Znahidka GKZS pidtverdila b teoriyu viddachi gravitacijnih hvil i dovela b sho nadmasivni chorni diri mozhut isnuvati poza galaktikami VlastivostiZirki yaki obertayutsya navkolo nadmasivnoyi chornoyi diri NMChD u moment udaru stanut pov yazani ta budut tyagnutisya razom iz NMChD yaksho yihnya orbitalna shvidkist perevishuye shvidkist udaru Vy Takij kriterij i viznachaye rozmir GKZS yiyi radius priblizno dorivnyuye radiusu orbiti yaka maye tu samu shvidkist navkolo NMChD sho j shvidkist udaru abo R G M V y 2 displaystyle R frac GM V y 2 de M masa NMChD a G gravitacijna stala Rozmir R stanovit priblizno polovinu parseka pk dva svitlovih roki dlya udaru 1000 km s i masoyu NMChD 100 miljoniv mas Soncya Najbilshi GKZS mali b rozmir priblizno 20 pk priblizno tak samo yak velike kulyaste skupchennya a najmenshi syagali b priblizno odniyeyi tisyachnoyi parseka v poperek menshe bud yakogo vidomogo zoryanogo skupchennya Kilkist zirok yaki zalishayutsya pov yazanimi iz NMChD pislya udaru zalezhit yak vid Vy tak i vid togo naskilki shilno zirki buli skupcheni navkolo NMChD pered udarom Nizka argumentiv pripuskaye sho zagalna zoryana masa stanovitime priblizno 0 1 masi NMChD abo menshe Najbilshi GKZS mogli b skladatisya iz kilka miljoniv zirok roblyachi yih za svitnistyu mozhlivimi dlya porivnyannya iz kulyastim skupchennyam abo nadkompaktnoyu karlikovoyu galaktikoyu Okrim duzhe kompaktnih rozmiriv osnovnoyu vidminnistyu mizh GKZS i zvichajnim zoryanim skupchennyam ye nabagato bilsha masa GKZS cherez NMChD u yiyi centri NMChD sama po sobi ye temnoyu i yiyi nemozhlivo viyaviti odnak yiyi gravitaciya zmushuye zirki ruhatisya z nabagato vishimi shvidkostyami nizh u zvichajnomu zoryanomu skupchenni Normalni zoryani skupchennya mayut vnutrishni shvidkosti kilka kilometriv na sekundu todi yak u GKZS praktichno vsi zirki ruhayutsya shvidshe nizh Vy tobto sotni chi tisyachi kilometriv na sekundu Yaksho shvidkist udaru mensha za shvidkist vihodu z galaktiki NMChD vpade nazad do yadra galaktiki kolivayuchis bagato raziv u galaktici persh nizh ostatochno zupinitisya U comu vipadku GKZS isnuvala bi yak okremij ob yekt lishe vidnosno korotkij chas poryadku soten miljoniv rokiv persh nizh zniknuti u yadri galaktiki Protyagom cogo chasu GKZS bude vazhko viyaviti oskilki vona bude nakladatisya na galaktiku abo za neyu Navit yaksho GKZS virvetsya zi svoyeyi galaktiki gospodarya vona zalishitsya priv yazanoyu do grupi abo skupchennya galaktik oskilki shvidkist vihodu z nih nabagato bilsha nizh z odniyeyi galaktiki Pid chas sposterezhennya GKZS bude ruhatisya povilnishe nizh Vy oskilki vona vijde z gravitacijnoyi potencialnoyi yami galaktiki ta abo skupchennya Zirki v GKZS budut shozhi na tipi zirok yaki sposterigayutsya v yadrah galaktik Tomu ochikuyetsya sho zirki v GKZS ye molodshimi ta bagatshimi na metal porivnyano iz zirkami v tipovomu kulovomu skupchenni PoshukOskilki chorna dira v centri GKZS praktichno nevidima GKZS bude viglyadati duzhe shozhoyu na slabke skupchennya zirok Shob viznachiti sho sposterezhuvane zoryane skupchennya ye GKZS potribno vimiryati orbitalni shvidkosti zirok u skupchenni za dopomogoyu yihnih doplerivskih zsuviv chastoti i pereviriti sho voni ruhayutsya nabagato shvidshe nizh ochikuyetsya dlya zirok u zvichajnomu zoryanomu skupchenni Ce skladne sposterezhennya oskilki GKZS bude vidnosno tmyanoyu vimagayuchi bagatogodinnogo chasu ekspoziciyi Najbilsh perspektivnimi miscyami dlya poshuku GKZS ye skupchennya galaktik po dvom prichinam po pershe bilshist galaktik u skupchenni galaktik ye eliptichnimi galaktikami yaki yak vvazhayut utvorilisya v rezultati zlittya Zlittya galaktik ye peredumovoyu dlya formuvannya podvijnoyi NMChD sho ye peredumovoyu dlya udaru Po druge shvidkist vidlotu vid skupchennya galaktik dostatno velika shob GKZS ne zrujnuvalosya navit yaksho vono virvetsya iz galaktiki gospodarya Bulo pidrahovano sho susidni skupchennya galaktik u suzir yah Pechi i Divi mozhut mistiti sotni abo tisyachi GKZS Ci skupchennya galaktik buli doslidzheni na nayavnist kompaktnih galaktik i zoryanih skupchen Cilkom mozhlivo sho deyaki z ob yektiv viyavlenih u cih doslidzhennyah buli GKZS yaki buli pomilkovo identifikovani yak zvichajni zoryani skupchennya Vidomo sho deyaki kompaktni ob yekti v doslidzhennyah mayut dosit visoki vnutrishni shvidkosti ale zhoden z nih ne zdayetsya dostatno masivnim shob kvalifikuvatisya yak GKZS Inshim jmovirnim miscem de mozhna znajti GKZS ye okolici poblizu miscya neshodavnogo zlittya galaktik Chas vid chasu chorna dira v centri GKZS bude rujnuvati zirku yaka prohodit nadto blizko stvoryuyuchi duzhe yaskravij spalah Kilka takih spalahiv sposterigali v centrah galaktik imovirno viklikanih zirkoyu yaka nablizilasya do NMChD v yadri galaktiki Bulo pidrahovano sho v takomu vipadku NMChD zrujnuye blizko dyuzhini zirok protyagom chasu neobhidnogo dlya vihodu z galaktiki Oskilki trivalist spalahu stanovit kilka misyaciv shansi pobachiti taku podiyu neveliki yaksho ne doslidzhuvati velikij ob yem prostoru Zirka v GKZS takozh mozhe vibuhnuti yak nadnova tipu I VazhlivistVidkrittya GKZS bulo b vazhlivim z kilkoh prichin Ce stane dokazom togo sho nadmasivni chorni diri mozhut isnuvati za mezhami galaktik Ce pidtverdilo b komp yuterne modelyuvannya yake peredbachaye viddachu gravitacijnih hvil na tisyachi kilometriv na sekundu Isnuvannya GKZS oznachalo b sho deyaki galaktiki ne mayut nadmasivnih chornih dir u svoyih centrah Ce matime vazhlivi naslidki dlya teorij yaki pov yazuyut zrostannya galaktik iz zrostannyam nadmasivnih chornih dir a takozh dlya empirichnih korelyacij mizh masoyu NMChD i vlastivostyami galaktiki Yaksho vdastsya viyaviti bagato GKZS mozhna bude rekonstruyuvati rozpodil shvidkostej udaru yakij mistit informaciyu pro istoriyu zlittya galaktik masi ta spiniv podvijnih chornih dir tosho Divitsya takozhChiselna vidnosnist Zoryana dinamikaSpisok literaturiMerritt D Schnittman J D Komossa S 2009 Hypercompact Stellar Systems Around Recoiling Supermassive Black Holes The Astrophysical Journal 699 2 1690 1710 arXiv 0809 5046 Bibcode 2009ApJ 699 1690M doi 10 1088 0004 637X 699 2 1690 Gualandris A Merritt D 2008 Ejection of Supermassive Black Holes from Galaxy Cores The Astrophysical Journal 678 2 780 796 arXiv 0708 0771 Bibcode 2008ApJ 678 780G doi 10 1086 586877 Mieske S Hilker M Jordan A Infante L Kissler Patig M Rejkuba M Richtler T Cote P ta in 2008 The nature of UCDs Internal dynamics from an expanded sample and homogeneous database Astronomy and Astrophysics 487 3 921 935 arXiv 0806 0374 Bibcode 2008A amp A 487 921M doi 10 1051 0004 6361 200810077 Komossa S 2004 The Extremes of X ray Variability Among Galaxies Flares from Stars Tidally Disrupted by Supermassive Black Holes Proceedings of the International Astronomical Union 2004 45 48 Bibcode 2004IAUS 222 45K doi 10 1017 S1743921304001425 Komossa S Merritt D 2009 Tidal Disruption Flares from Recoiling Supermassive Black Holes The Astrophysical Journal 683 1 L21 L24 arXiv 0807 0223 Bibcode 2008ApJ 683L 21K doi 10 1086 591420