Գերզանգվածային սև խոռոչ
Գերզանգվածային սև խոռոչ, սև խոռոչի ամենամեծ տեսակն է, որի զանգվածը կազմում է Արեգակի զանգվածի հարյուր հազարավոր կամ միլիոնավորից մինչև միլիարդավոր անգամներ (M☉)։ Սև խոռոչները աստղագիտական մարմինների դաս են, որոնք ենթարկվել են գրավիտացիոն փլուզման՝ թողնելով տիեզերքի գնդաձև շրջաններ, որոնցից ոչինչ չի կարող դուրս գալ, այդ թվում՝ լույսը[1]։ Դիտարկումների արդյունքները ցույց են տալիս, որ գրեթե յուրաքանչյուր մեծ գալակտիկա իր կենտրոնում ունի գերզանգվածային սև խոռոչ[2]։ Օրինակ՝ Ծիր Կաթին գալակտիկան իր կենտրոնում ունի գերզանգվածային սև խոռոչ, որը համապատասխանում է Աղեղնավոր A* ռադիոաղբյուրին[3]։ Սև խոռոչներից համեմատաբար տարածված միջանկյալ զանգվածի սև խոռոչները և աստղային զանգվածի սև խոռոչները։
Նկարագրություն
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Գերզանգվածային սև խոռոչները դասականորեն սահմանվում են որպես սև խոռոչներ, որոնց զանգվածը գերազանցում է 100,000 (105) Արեգակի զանգվածը (M☉)[4]։ Որոշ սև խոռոչներ ունեն նույնիսկ մի քանի միլիարդ M☉ զանգված։ Գերզանգվածային սև խոռոչներն ունեն ֆիզիկական հատկություններ, որոնք հստակորեն տարբերակում են դրանք ցածր զանգված ունեցող սև խոռոչներից։
Նախ, իրադարձությունների հորիզոնի մոտակայքում մակընթացային ուժերը գերզանգվածային սև խոռոչների դեպքում շատ ավելի թույլ են։ Իրադարձությունների հորիզոնում գտնվող մարմնի վրա ազդեցող մակընթացային ուժը հակադարձ համեմատական է սև խոռոչի զանգվածի քառակուսուն։ Օրինակ՝ 10 միլիոն M☉ զանգված ունեցող սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնում գտնվող մարդը գլխի և ոտքերի միջև կզգա մոտավորապես նույն մակընթացային ուժը, ինչ Երկրի մակերևույթին[5]։ Այսպիսով՝ ի տարբերություն աստղային զանգված ունեցող սև խոռոչների, գերզանգվածային սև խոռոչի մեջ ընկնող մարդը չի զգա զգալի մակընթացային ուժ մինչև շատ խորը ներթափանցի իրադարձությունների հորիզոնից այն կողմ։
Նշանակալի է, որ սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնում նրա միջին խտությունը (որը հաշվվում է որպես զանգվածի և համապատասխան ծավալի հարաբերակցություն) կարող է նույնիսկ փոքր լինել ջրի խտությունից[6]։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ Շվարցշիլդի շառավիղը ուղիղ համեմատական է զանգվածին, իսկ ծավալը՝ շառավղի խորանարդին, ինչի արդյունքում խտությունը հակադարձ համեմատական է զանգվածի քառակուսուն։ Այսպիսով՝ որքան մեծ է սև խոռոչի զանգվածը, այնքան ավելի ցածր է նրա միջին խտությունը։
Մոտավորապես 1 միլիարդ M☉ զանգված ունեցող չպտտվող և չլիցքավորված գերզանգվածային սև խոռոչի Շվարցշիլդի շառավիղը համեմատելի է Ուրան մոլորակի ուղեծրի մեծ կիսաառանցքի հետ, որը մոտ 19 աստղագիտական միավոր է։ Որոշ աստղագետներ 5 միլիարդ M☉-ից մեծ զանգված ունեցող սև խոռոչներին անվանում են գերհսկա զանգվածային սև խոռոչներ, սակայն այդ տերմինը լայն տարածում չի գտել։
Հնարավոր օրինակներ այդպիսի խոռոչներից են TON 618, NGC 6166, ESO 444-46 և NGC 4889 գալակտիկաների միջուկներում գտնվող սև խոռոչները, որոնք համարվում են ամենազանգվածայիններից տիեզերքում։
Հետազոտության պատմությունը
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Գերզանգվածային սև խոռոչների հայտնաբերման պատմությունը սկսվեց 1963 թվականին, երբ Մաարտեն Շմիդտը հետազոտեց 3C 273 ռադիոաղբյուրըի։ Սկզբում այն ընկալվում էր որպես աստղ, սակայն սպեկտրային վերլուծությունը ցույց տվեց, որ ճառագայթման գծերը ջրածնի էին և ենթարկվել էին կարմիր շեղման, ինչը վկայում էր աղբյուրի՝ Երկրից հեռանալու մասին[7]։ Հաբլի օրենքի կիրառմամբ պարզ դարձավ, որ օբյեկտը գտնվում է մի քանի միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա, և նրա ճառագայթման էներգիան հավասար էր հարյուրավոր գալակտիկաների էներգիային։ Լույսի տատանումների արագությունը ցույց էր տալիս, որ ճառագայթող շրջանի տրամագիծը մեկ պարսեկից պակաս է[8]։
1963 թվականին Ֆրեդ Հոյլը և Վիլյամ Ֆաուլերը առաջարկեցին, որ քվազարների էներգիան կարելի է բացատրել գերզանգվածային ջրածնային այրող աստղերի գոյությամբ, որոնք կունենային մոտավորապես 100 հազարից մինչև միլիարդավոր Արեգակի զանգվածներ։ Ռիչարդ Ֆեյնմանն ընդգծեց, որ որոշակի զանգվածից հետո այդպիսի աստղերը կդառնան անկայուն և կփլուզվեն՝ առաջացնելով սև խոռոչներ[9]։
1964 թվականին Էդվին Սալպետերը և Յակով Զելդովիչը ենթադրեցին, որ զանգվածային կոմպակտ մարմնի վրա նյութի անկումը կարող է բացատրել քվազարների բնութագրերը։ Դոնալդ Լինդեն-Բելը 1969-ին զարգացրեց այս գաղափարը՝ առաջարկելով, որ ընկնող գազը ձևավորում է սկավառակ, որը պարուրաձև շարժվում է կենտրոնական սև խոռոչի շուրջ։
1970-ականներին աստղագետները սկսեցին ավելի ակտիվորեն դիտարկել գալակտիկաների կենտրոնները։ 1970 թվականին Արթուր Վուլֆը և Ջեֆրի Բարբիջը նշեցին, որ էլիպտիկ գալակտիկաներում աստղերի բարձր արագությունները վկայում են միջուկային մասում զանգվածային մարմնի առկայության մասին, որը հնարավոր չէ բացատրել սովորական աստղերով։
1978 թվականին Մեսիե 87 գալակտիկայի միջուկում հայտնաբերվեց զանգվածային մութ մարմնի առաջին դինամիկ ապացույցը՝ մոտ հինգ միլիարդ Արեգակի զանգվածով։ Նմանատիպ արդյունքներ գրանցվեցին նաև Անդրոմեդայի (1984) և Սոմբրերո գալակտիկայի (1988) պարագայում։
1971 թվականին Դոնալդ Լինդեն-Բելը և Մարտին Ռիսը ենթադրեցին, որ Ծիր Կաթին գալակտիկայի կենտրոնում կարող է լինել հսկայական սև խոռոչ։ 1974 թվականի փետրվարին աստղագետներ Բրյուս Բալիքն ու Ռոբերտ Բրաունը հայտնաբերեցին Աղեղնավոր A* ռադիոաղբյուրը՝ օգտագործելով Գրին Բանկի ռադիոաստղադիտակը։ Նրանք արձանագրեցին կոմպակտ, անշարժ և խիտ ռադիոաղբյուր, որը համարվել է գերզանգվածային սև խոռոչի առաջին անմիջական ապացույցը Ծիր Կաթին գալակտիկայի կենտրոնում։
1990 թվականին տիեզերք արձակվեց Հաբլ տիեզերական աստղադիտակը, որը 1994-ին օգտագործվեց Մեսիե 87-ի միջուկը դիտարկելու համար։ Այդ դիտարկումները ցույց տվեցին, որ իոնացված գազը պտտվում էր ±500 կմ/վ արագությամբ՝ վկայելով կենտրոնում (2.4 ± 0.7) միլիարդ Արեգակի զանգված ունեցող մարմնի առկայության մասին[10]։
1995 թվականին, օգտագործելով Very Long Baseline Array-ը, ճշգրտվեց, որ Messier 106 գալակտիկայի միջուկում H2O ճառագայթումը գալիս է պտտվող գազային սկավառակից։ Գտնվել էր շուրջ 36 միլիոն Արեգակի զանգվածով կենտրոնացված մարմին 0.13 պարսեկ շառավղով։ Դիտարկումը ցույց տվեց, որ այդպիսի զանգվածը չէր կարող գոյատևել սև խոռոչ չլինելու պարագայում։
Այդ ժամանակներին հաջորդեցին ավելի հստակ հաստատումներ, օրինակ՝ MCG-6-30-15 գալակտիկայի երկաթի ճառագայթման լայնացած գծի հայտնաբերումը, որը պայմանավորված էր սև խոռոչից փախչող լույսի գրավիտացիոն կարմիր շեղմամբ։
2019 թվականի ապրիլի 10-ին «Event Horizon Telescope» համագործակցությունը հրապարակեց Մեսիե 87-ի կենտրոնում գտնվող սև խոռոչի առաջին պատկերը։
2020 թվականին գիտնականները նաև առաջարկեցին, որ այդ սև խոռոչի շուրջ գոյություն ունի ֆոտոնային օղակ, որն ունի ենթաօղակներ՝ ապահովելով սև խոռոչների պատկերների հետագա ուսումնասիրման նոր ուղիներ։
Գրականություն
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]- Fulvio Melia (2003). The Edge of Infinity. Supermassive Black Holes in the Universe. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81405-8. OL 22546388M.
- Carr, Bernard; Kühnel, Florian (2022). «Primordial black holes as dark matter candidates». SciPost Physics Lecture Notes. arXiv:2110.02821. doi:10.21468/SciPostPhysLectNotes.48. S2CID 238407875.
- Chakraborty, Amlan; Chanda, Prolay K.; Pandey, Kanhaiya Lal; Das, Subinoy (2022). «Formation and Abundance of Late-forming Primordial Black Holes as Dark Matter». The Astrophysical Journal. 932 (2): 119. arXiv:2204.09628. Bibcode:2022ApJ...932..119C. doi:10.3847/1538-4357/ac6ddd. S2CID 248266315.
- Ferrarese, Laura & Merritt, David (2002). «Supermassive Black Holes». Physics World. 15 (1): 41–46. arXiv:astro-ph/0206222. Bibcode:2002astro.ph..6222F. doi:10.1088/2058-7058/15/6/43. S2CID 5266031.
- Krolik, Julian (1999). Active Galactic Nuclei. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-01151-6. OL 361705M.
- Merritt, David (2013). Dynamics and Evolution of Galactic Nuclei. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12101-7.
- Dotan, Calanit; Rossi, Elena M.; Shaviv, Nir J. (2011). «A lower limit on the halo mass to form supermassive black holes». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 417 (4): 3035–3046. arXiv:1107.3562. Bibcode:2011MNRAS.417.3035D. doi:10.1111/j.1365-2966.2011.19461.x. S2CID 54854781.
- Argüelles, Carlos R.; Díaz, Manuel I.; Krut, Andreas; Yunis, Rafael (2021). «On the formation and stability of fermionic dark matter haloes in a cosmological framework». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 502 (3): 4227–4246. arXiv:2012.11709. doi:10.1093/mnras/staa3986.
- Fiacconi, Davide; Rossi, Elena M. (2017). «Light or heavy supermassive black hole seeds: The role of internal rotation in the fate of supermassive stars». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 464 (2): 2259–2269. arXiv:1604.03936. doi:10.1093/mnras/stw2505.
- Davelaar, Jordy; Bronzwaer, Thomas; Kok, Daniel; Younsi, Ziri; Mościbrodzka, Monika; Falcke, Heino (2018). «Observing supermassive black holes in virtual reality». Computational Astrophysics and Cosmology. 5 (1): 1. arXiv:1811.08369. Bibcode:2018ComAC...5....1D. doi:10.1186/s40668-018-0023-7.
Տես նաև
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Ծանոթագրություններ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]- ↑ Kormendy, John; Richstone, Douglas (1995), «Inward Bound—The Search For Supermassive Black Holes In Galactic Nuclei», Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 33: 581, Bibcode:1995ARA&A..33..581K, doi:10.1146/annurev.aa.33.090195.003053
- ↑ Kormendy, John; Ho, Luis (2013). «Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies». Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 51 (1): 511–653. arXiv:1304.7762. Bibcode:2013ARA&A..51..511K. doi:10.1146/annurev-astro-082708-101811. S2CID 118172025.
- ↑ Ghez, A.; Klein, B.; Morris, M.; Becklin, E (1998). «High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a Supermassive Black Hole at the Center of Our Galaxy». The Astrophysical Journal. 509 (2): 678–686. arXiv:astro-ph/9807210. Bibcode:1998ApJ...509..678G. doi:10.1086/306528. S2CID 18243528.
- ↑ Kutner, Marc L. (2003), Astronomy: A Physical Perspective, Cambridge University Press, էջ 149, ISBN 978-0521529273
- ↑ Celotti, A.; Miller, J.C.; Sciama, D.W. (1999). «Astrophysical evidence for the existence of black holes». Class. Quantum Grav. (Submitted manuscript). 16 (12A): A3–A21. arXiv:astro-ph/9912186. Bibcode:1999CQGra..16A...3C. doi:10.1088/0264-9381/16/12A/301. S2CID 17677758.
- ↑ Ehsan, Baaquie Belal; Hans, Willeboordse Frederick (2015), Exploring The Invisible Universe: From Black Holes To Superstrings, World Scientific, էջ 200, Bibcode:2015eiub.book.....B, ISBN 978-9814618694
- ↑ Schmidt, Maarten (1965), Robinson, Ivor; Schild, Alfred; Schucking, E.L. (eds.), 3C 273: A Star-like Object with Large Red-Shift, Quasi-Stellar Sources and Gravitational Collapse: Proceedings of the 1st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, Quasi-Stellar Sources and Gravitational Collapse, Chicago: University of Chicago Press, էջ 455, Bibcode:1965qssg.conf..455S
- ↑ Greenstein, Jesse L.; Schmidt, Maarten (1964 թ․ հուլիսի 1), «The Quasi-Stellar Radio Sources 3C 48 and 3C 273», Astrophysical Journal, 140: 1, Bibcode:1964ApJ...140....1G, doi:10.1086/147889, S2CID 123147304
- ↑ Appenzeller, I.; Fricke, K. (1972 թ․ ապրիլ), «Hydrodynamic Model Calculations for Supermassive Stars I. The Collapse of a Nonrotating 0.75×106M☉ Star», Astronomy and Astrophysics, 18: 10, Bibcode:1972A&A....18...10A
- ↑ Harms, Richard J.; և այլք: (1994 թ․ նոյեմբեր), «HST FOS spectroscopy of M87: Evidence for a disk of ionized gas around a massive black hole», Astrophysical Journal, Part 2, 435 (1): L35–L38, Bibcode:1994ApJ...435L..35H, doi:10.1086/187588
 | Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Գերզանգվածային սև խոռոչ» հոդվածին։ |
|
