Дефицит массы
Дефицит массы — это количество массы (в звездах), которое было удалено из центра галактики , предположительно под действием двойной сверхмассивной черной дыры .
В большинстве галактик плотность звезд увеличивается к центру. В малых галактиках этот рост продолжается до самого центра. В больших галактиках обычно имеется «ядро», область вблизи центра, где плотность постоянна или медленно растет. Размер ядра – «радиус ядра» – может составлять несколько сотен парсеков в больших эллиптических галактиках . [ 1 ] [ 2 ] Самые большие наблюдаемые звездные ядра достигают радиуса от 3,2 до 5,7 килопарсека. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Считается, что ядра производятся двойными сверхмассивными черными дырами (СМЧД). Двойные сверхмассивные чёрные дыры образуются при слиянии двух галактик . [ 6 ] Если звезда пройдет рядом с массивной двойной системой, она будет выброшена в результате процесса, называемого гравитационной рогаткой . Этот выброс продолжается до тех пор, пока большая часть звезд вблизи центра галактики не будет удалена. В результате получается ядро низкой плотности. Такие ядра повсеместно встречаются в гигантских эллиптических галактиках.
Дефицит массы определяется [ 7 ] как количество массы, которая была удалена при создании ядра. Математически дефицит массы определяется как
![{\displaystyle M_{\mathrm {def} }=4\pi \int _{0}^{R_{c}}\left[\rho _{i}(r)-\rho (r)\right]r ^{2}доктор,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/48180c4c56e5f6033f21254481ac17eeccbc7316)
где ρi Rc плотность, ρ — наблюдаемая плотность, а — исходная — радиус ядра. На практике базовую модель Серсика . для количественной оценки дефицита можно использовать [ 8 ]
Наблюдаемый дефицит массы обычно находится в диапазоне от одного до нескольких раз массы центральной СМЧД. [ 9 ] а наблюдаемые радиусы ядра сравнимы с радиусами влияния центральной СМЧД. Эти свойства согласуются с тем, что предсказывается в теоретических моделях формирования ядра. [ 10 ] и подтверждают гипотезу о том, что все яркие галактики когда-то содержали двойные сверхмассивные черные дыры в своих центрах.
Неизвестно, содержат ли большинство галактик массивные двойные системы или две черные дыры объединились. Обе возможности согласуются с наличием массового дефицита.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Феррарезе, Лаура; и др. (2007). «Внутреннее устройство галактик раннего типа: ядра, ядра и сверхмассивные черные дыры» . В Карась, Владимир; Мэтт, Джорджио (ред.). Черные дыры: от звезд до галактик . Издательство Кембриджского университета . стр. 261–268. ISBN 978-0-521-86347-6 .
- ^ Дулло, Билилин Т.; Грэм, Алистер В. (2014) Обедненные ядра, многокомпонентные соответствия и соотношения структурных параметров светящихся галактик ранних типов
- ^ Почтальон, М.; Лауэр, Т.Р.; Донахью, М .; Грейвс, Г.; Коу, Д.; Мустакас, Дж.; Кукемоер, А.; Брэдли, Л.; Форд, ХК; Грилло, К.; Зитрин, А.; Лемзе, Д.; Бродхерст, Т.; Мустакас, Л.; Аскасо, Б.; Медезински, Э.; Келсон, Д. (2012). «Самое яркое скопление галактик с чрезвычайно большим плоским ядром». Астрофизический журнал . 756 (2): 159. arXiv : 1205.3839 . Бибкод : 2012ApJ...756..159P . дои : 10.1088/0004-637X/756/2/159 . S2CID 54547473 .
- ^ Бонфини, П.; Грэм, AW (2016). «В поисках крупнейшего обедненного ядра галактики: сверхмассивные двойные черные дыры и остановившиеся падающие спутники» . Астрофизический журнал . 829 (2): 81. arXiv : 1610.00801 . Бибкод : 2016ApJ...829...81B . дои : 10.3847/0004-637X/829/2/81 . S2CID 119284190 .
- ^ Лопес-Круз, О.; Аньорве, К.; Биркиншоу, М.; Уорролл, DM; Ибарра-Медель, HJ; Баркхаус, Вашингтон; Торрес-Папаки, JP; Мотта, В. (2014). «Самое яркое скопление галактик в A85: самое большое известное на сегодняшний день ядро» Письма астрофизического журнала . 795 (2): Л31. arXiv : 1405.7758 . Бибкод : 2014ApJ...795L..31L . дои : 10.1088/2041-8205/795/2/L31 . S2CID 1140857 .
- ^ Бегельман, MC; и др. (1980), «Двойные массивные черные дыры в активных ядрах галактик», Nature , 287 (5780): 307–309, Bibcode : 1980Natur.287..307B , doi : 10.1038/287307a0 , S2CID 4331042
- ^ Милосавлевич, Милош; Мерритт, Дэвид ; Отдыхай, Армин; ван ден Бош, Франк (2002), «Ядра галактик как остатки слияния черных дыр», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 331 (4): L51–L55, arXiv : astro-ph/0110185 , Bibcode : 2002MNRAS.331L ..51M , doi : 10.1046/j.1365-8711.2002.05436.x , S2CID 15426918
- ^ Грэм, Алистер (2004), «Истощение ядра в результате слияния сверхмассивных черных дыр», The Astrophysical Journal Letters , 613 (1): L33–L36, arXiv : astro-ph/0503177 , Bibcode : 2004ApJ...613L..33G , doi : 10.1086/424928 , S2CID 15548647
- ^ Мерритт, Дэвид (2013). Динамика и эволюция галактических ядер . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . ISBN 9781400846122 .
- ^ Мерритт, Дэвид (2006), «Дефицит массы, радиусы срыва и истории слияний эллиптических галактик», The Astrophysical Journal , 648 (2): 976–986, arXiv : astro-ph/0603439 , Bibcode : 2006ApJ... 648..976M , doi : 10.1086/506139 , S2CID 6207227
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Феррарезе Л. и Мерритт Д. (2002). Сверхмассивные черные дыры . Мир физики , июнь 2002 г., с. 41.