Rund um das supermassereiche Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße - etwa 10.000 kleine Schwarze Löcher

Bild des Zentrums der Galaxie, aufgenommen vom Chandra-Observatorium mit Angabe von thermischen und nicht-thermischen Röntgenstrahlungsquellen im Leistungsbereich von 2 keV bis 8 keV

Nach der fundamentalen Vorhersage der galaktischen Sternendynamik sollten sich Schwarze Löcher in das Zentrum der Galaxie verschieben und sich dort ansammeln. Bisher haben Astrophysiker jedoch keine tatsächlichen Beweise dafür erhalten, dass dieser Prozess tatsächlich in unserer Milchstraße stattfindet. Das Fehlen solcher Beweise ist angesichts des Ausmaßes des Phänomens etwas verwirrend.

Wissenschaftler der Columbia University (USA) mit Kollegen vom Institut für Weltraumwissenschaften (Space Science Institute, Colorado) und dem Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik (Massachusetts) beschlossen, diese Lücke zu schließen - und führten eine groß angelegte Studie durch , um Schwarze Löcher in der Nähe des Zentrums unserer Galaxie anhand von Weltraum-Röntgendaten zu finden Chandra Observatorium. In den letzten 12 Jahren hat Chandra 1,4 × 10 ⁶ aus Beobachtungen des Zentrums der Galaxie mit dem Advanced CCD Imaging Spectrometer I (ACIS-I) akkumuliert.

Angesichts zu vieler Röntgenquellen im Zentrum der Milchstraße, wie der Strelec A-Quelle (Schütze A, supermassives Schwarzes Loch) und IRS 13, sowie der Emission von heißem Gas beschränkten die Wissenschaftler ihre Analyse auf einen Bereich, der nicht näher als 5 Zoll von Schütze entfernt liegt Und das entspricht einer Projektionsentfernung von ca. 0,2 Parsec. In der obigen Abbildung sind die inneren und äußeren Ränder des Beobachtungsbereichs durch gelbe Kreise gekennzeichnet. Der innere Rand entspricht dem Projektionsabstand von 0,2 Stk. Vom Zentrum (8 Tausend Stk.) Und dem äußeren - 1 Stk. Die violette Ellipse (7,8 × 3,9 Stk.) Zeigt die Grenzen der vom NuSTAR-Teleskop aufgrund der thermischen Emission von Zwischenpolaren aufgezeichneten harten Röntgenstrahlung an. Thermische und nicht-thermische Strahlungsquellen auf der Karte sind durch rote und blaue Kreise gekennzeichnet. Wie Sie sehen können, konzentrieren sich nicht-thermische Funkquellen hauptsächlich zwischen zwei gelben Kreisen. Insgesamt wurden im Bereich zwischen 0,2 und 3,8 pc 415 Funkquellen im Leistungsbereich von 2 keV bis 8 keV erfasst. Nach dem Filtern blieben 92 Quellen übrig, von denen sich 26 in einem Projektionsabstand näher als 1 Parsec zum Zentrum befanden.

Es ist bekannt, dass die „nicht-thermische“ Natur der Strahlung für binäre Systeme mit Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Pulsaren charakteristisch ist.

Einzelne Schwarze Löcher sind kaum zu erkennen. Wenn ein Schwarzes Loch jedoch einen Begleiter in Form eines Neutronensterns hat, gibt sich ein solches System durch charakteristische Strahlung aus. Nach Analyse aller gesammelten Daten zählten die Forscher zwölf solcher Binärsysteme mit einem Schwarzen Loch in der angegebenen Region mit einem Radius von etwa drei Lichtjahren vom Zentrum der Milchstraße.



Im Allgemeinen sind binäre Systeme mit einem Schwarzen Loch ziemlich selten. Das Vorhandensein einer so großen Anzahl solcher Systeme in einem so kleinen Gebiet bedeutet, dass die Konzentration von Schwarzen Löchern im Zentrum der Milchstraße um viele Größenordnungen höher ist als in anderen Regionen, was voll und ganz mit der Vorhersage der galaktischen Sternendynamik übereinstimmt. Zum Vergleich wurden in unserer gesamten Galaxie nur fünf Schwarze Löcher mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren entdeckt. Und hier, auf einem kleinen Fleck von drei Lichtjahren, gibt es 12 Binärsysteme mit schwarzen Löchern gleichzeitig.



Nach der aktuellen Theorie der Schwarzen Löcher schätzten die Wissenschaftler angesichts der Wahrscheinlichkeit der Bildung binärer Systeme im Vergleich zu gewöhnlichen Schwarzen Löchern die Gesamtzahl der Schwarzen Löcher in der Forschungsregion. Das Vorhandensein von 12 binären Systemen mit BH bedeutet, dass insgesamt etwa 10.000 Schwarze Löcher vorhanden sind.

Die Autoren der Studie schlagen vor, dass die Verfügbarkeit von Informationen über die Anzahl und Konzentration von Schwarzen Löchern es ermöglichen wird, bessere Prognosemodelle für die Fusion von BHs mit der Bildung von Gravitationswellen zu erstellen, die die Erde erreichen. Wissenschaftler haben erst vor kurzem begonnen, die von Einstein vor etwa einem Jahrhundert vorhergesagte Verteilung dieser Raum-Zeit-Falten aufzuzeichnen.

Der wissenschaftliche Artikel wurde am 5. April 2018 in der Zeitschrift Nature (doi: 10.1038 / nature25029, pdf ) veröffentlicht.