_Классическая спиральная галактика M51 ( расстояние 30 млн световых лет ),
самая яркая спиральная галактика в ночном небе ( после M31 ).
Пурпурные точки окрест M51 — это чёрные дыры и нейтронные звёзды.
Снимок сделан космическим рентгеновским НАСА-телескопом «Чандра». ( Фото НАСА. )

_ При исследовании 13 галактик группа астрофизиков из Института внеземной физики им. Макса Планка (Германия) и Института перспективных исследований (США) обнаружила, что общее число входящих в них шаровых звёздных скоплений соотносится с массой центральной сверхмассивной чёрной дыры.

«Учёные уже давно занимаются поиском всевозможных закономерностей развития галактик и пытаются связать наблюдаемые параметры с массой чёрной дыры, — говорит один из авторов работы Андреас Буркерт (Andreas Burkert). — А мы рассматривали такие характеристики, которые, казалось, не могут иметь к ней никакого отношения». Шаровые скопления обычно располагаются в гало галактики на значительном удалении от центральной области, вследствие чего они и не привлекали внимания других исследователей.

В число отобранных объектов со сравнительно точно определённой массой чёрной дыры и известным количеством шаровых скоплений вошли эллиптические и линзовидные галактики, а также спиральные галактики раннего типа. Полученное по результатам обработки данных выражение, которое объединяет упомянутые параметры, выглядит так:

lg(Mчд/МС) = (8,11 ± 0,04) + (1,11 ± 0,04)•lg(N/500),

где Mчд - масса чёрной дыры, МС - масса Солнца, N - общее число скоплений. При введении среднего значения массы шарового звёздного скопления зависимость принимает другой, более простой вид:

Mчд = 1,3•105•МС•N1,11 ± 0,04.

Иными словами, масса центральной чёрной дыры примерно равняется общей массе всех шаровых скоплений галактики.

Связь числа скоплений с массой чёрной дыры в центре галактики. Пунктирная линия соответствует указанному выше выражению. В случае галактик NGC 5128 и NGC 1399 даются две оценки
массы чёрной дыры. ( Иллюстрация авторов работы. )

По мнению авторов, обнаруженная корреляция отражает последствия столкновений галактик, при которых газ попадает в чёрную дыру, увеличивая её массу. Как показывают наблюдения галактик NGC 4038 и
NGC 4039 в созвездии Ворона, такого рода взаимодействия способствуют формированию шаровых скоплений.

Джеремайя Острикер (Jeremiah Ostriker), астроном из Принстонского университета, не принимавший участия в работе, предлагает свою трактовку её результатов. При движении скоплений вокруг центра галактики, рассказывает учёный, они проходят сквозь тёмную материю и замедляются в процессе динамического трения. В результате этого скопления попадают в центральную чёрную дыру; следовательно, чем больше их было в некоторый начальный момент времени, тем большее их число уничтожается, и тем массивнее должна быть дыра.

ссылки:
_science.compulenta.ru /534021
_arxiv.org /pdf/1004.0137v2
_physicsworld.com /cws/article/news/42693
_images.google.ru/images?source=M51

_Американским астрономам впервые удалось увидеть, как гравитационно связанные белые карлики затмевают друг друга. И заодно впервые определить размеры очень редкого типа звезд.

Астрономы продолжают открывать объекты, существование которых известными законами физики не запрещено, но встретить которые ранее не удавалось. Белые карлики – довольно распространенные объекты в космосе. Подавляющее большинство звезд во Вселенной, включая Солнце, закончат свою жизнь как белые карлики, исчерпав запасы топлива в ядре. Звезды относительно небольшой массы перед гибелью сбрасывают свою оболочку, превращаясь в так называемые планетарные туманности. В центре этих туманностей остается маленький сверхплотный труп, обреченный на то, чтобы миллиарды лет медленно остывать.

_Астрофизикам известно, что масса белых карликов не превышает предела Чандрасекара (1,4 массы Солнца ), а размерами эти объекты могут быть с Землю. Благодаря этому плотность у карликов огромная, она составляет 10⁵ -10⁹ г/см³. Но точных размеров белых карликов до сих пор ученые не знали, а руководствовались лишь приблизительными оценками. Изменить эту ситуацию и проверить существующие теории помогло обнаружение ни разу до этого не наблюдавшегося объекта - двух белых карликов, вращающихся вокруг общего центра масс, да еще и затмевающих друг друга.

Танец мертвецов
Во время работы над докторской диссертацией сотрудник Университета Санта-Барбары Джастин Стейнфадт искал пульсации у уже известных белых карликов. При помощи телескопа Фолкиса он наблюдал за блеском белого карлика NLTT 11748. Это объект довольно редко встречающегося класса – маломассивный белый карлик с вырожденным гелиевым ядром. Быстрое фотографирование этого карлика с временным разрешением порядка одной минуты выявило особенность: объект то становился ярче, то тусклее. Затем стало ясно, что объект тускнеет на три минуты каждые 5,6 часа, затмеваясь чем-то невидимым. «Я не в первый раз гляжу на звезды, но до сих пор считаю нас счастливчиками», — рассказал Стейнфадт.
«Мы сразу поняли, что видим что-то необычное, особенно после того, как эти провалы блеска повторились следующей ночью», — пояснил Ави Шрорер, соавтор исследования. «Пролить свет» на загадку удалось спустя целых пять недель, для этого астрономам пришлось отказаться от заказанных ранее наблюдений на 10-метровом телескопе Keck и навести его на таинственный объект.

Измеряя допплеровское смещение линий спектра белого карлика, астрономы выяснили, что он буквально носится со скоростью 271 км/с вокруг более слабой, незаметной и более массивной звезды ( тоже, кстати, белого карлика ).
«Было невероятно представить себе изменение скорости этой звезды буквально за считанные минуты», — рассказал астроном Дэвид Каплан, принимавший участие в наблюдениях. Оказалось, что в моменты затмения тусклым карликом яркого падение их общего блеска составляет всего несколько процентов.

Визуальная модель
Обычно при изучении подобных сложных объектов астрономы принимаются создавать математические и визуальные модели наблюдаемых эффектов. «Во время покрытия происходит не только блокирование части света. Меньший карлик изгибает свет вокруг себя, искажая и увеличивая размеры большего. В модели этот эффект усилен по сравнению с реальным в 10 раз, зеленый контур показывает видимый размер большого карлика до затмения», — пояснил Каплан, просчитавший модель.

Полученные данные помогли астрономам дать ответы на несколько важных вопросов о происхождении белых карликов.

«Образование такой двойной системы, включающей очень легкий белый карлик, стало результатом взаимодействия и перетекания вещества с двух родительских звезд», — пояснил Стив Хоуэлл из Национальной оптической обсерватории.

Чаще всего встречаются белые карлики из углерода или кислорода. Легким, но более крупным компаньоном в обнаруженной системе стал довольно редкий гелиевый карлик с массой в 10-20% массы Солнца. Существование таких карликов было предсказано более 20 лет назад, однако до этого момента их размеры определить не удавалось. Наблюдение затменной системы NLTT 11748 дало точный размер редкого типа белого карлика – 0,043 - 0,039 радиуса Солнца, что отлично согласуется с теорией.

Второй компонентой двойной системы оказался заурядный белый карлик массой в 70% массы Солнца, состоящий из кислорода и углерода. Этот объект более массивный, но при этом меньший по размеру. Да и светит он в 30 раз слабее партнера, что в течение долгого времени оставляло его незаметным.

Если судьба одиночных белых карликов обычно астрономов не интересует, то двойные карлики свое последнее слово еще скажут.

«Отдельный интерес представляет то, что произойдет через 6-10 миллиардов лет. Эта двойная система излучает гравитационные волны таким темпом, что когда-то карлики столкнутся. Что тогда произойдет, никто не знает», — добавил профессор Ларс Билдстен, участник наблюдений.

ссылки:
_infox.ru/science/universe/2010/05/19/Byelyyy_karlik.
_ia.ucsb.edu/pa/display.aspx?pkey=2249
_sciencedaily.com/releases/2010/05/100519092704.
_dailynexus.com/2010-05-25/binary-star-system-discovery-confirms-cosmological-theories