Эхо рождения: как астрономы нашли след чёрной дыры ✛ ✎

Оригинал: "An X-ray Shell Reveals the Supernova Explosion for Galactic Microquasar SS 433"
arXiv:2410.06510 · 2024-10-09 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Газовое кольцо вокруг чёрной дыры SS 433 — прямое свидетельство её появления в сверхновой.

Жизнь массивных звёзд завершается грандиозным взрывом — сверхновой. После него может остаться чёрная дыра, но прямых следов такого сценария долго не видели. Теперь астрономы разглядели вокруг дыры SS 433 оболочку из раскалённого газа — словно кольцо пара над исполинской чашкой кофе. Анализ излучения показал, что этому «пару» лишь 20–30 тысяч лет, космический миг. Состав газа и соседнее облако холодного водорода подтверждают: его выбросил именно взрыв, а не струи самой дыры. Неожиданный факт: чёрная дыра сейчас поглощает вещество из собственной остывающей оболочки — она питается «пеплом» своего рождения. Прародитель был тяжелее 25 Солнц. Такие находки помогают уточнить, какие звёзды превращаются в чёрные дыры, и объяснить, откуда берутся частицы высоких энергий, бомбардирующие Землю.

Свет взрыва шёл до нас 18 тысяч лет: его могли наблюдать люди каменного века, когда по Земле ещё бродили мамонты.

v_s = \sqrt{\frac{16 kT}{3 \mu m_p}}
Скорость ударной волны вычисляется по температуре плазмы: чем горячее газ, тем быстрее он расширяется. Для температуры около 1 кэВ скорость составляет сотни километров в секунду.
\dot{M} \approx (5.1 \times 10^{-5} M_{\odot}\,\mathrm{yr}^{-1}) \left(\frac{M_c}{8 M_{\odot}}\right) \left(\frac{M_{\mathrm{acc}}}{1 M_{\odot}}\right) \left(\frac{\alpha}{0.01}\right) \left(\frac{t}{10^4\,\mathrm{yr}}\right)^{-1.35}
Оценивает, сколько вещества падает обратно на чёрную дыру спустя тысячи лет после взрыва. Для SS 433 этот темп достаточен, чтобы поддерживать сверхкритическую аккрецию.
Учёные
Stephen HawkingJacob BekensteinRoger PenroseFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Понятия
формирование сверхмассивных чёрных дыр рост сверхмассивной чёрной дыры формирование остатков сверхновых остаток сверхновой радиогромкий квазар квазизвезда микроквазар обратная связь квазаров звёздный взрыв массовый дефект ядерной реакции квазипериодические извержения Кассиопея A нуклеосинтез первых звёзд предшественник состав галактического гало тор радиогалактика м87 галактика-хозяин рентгеновская вспышка