Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi
16.01.2005 23:27 | S. I. Blinnikov/scientific.ru

Kosmicheskaya rentgenovskaya observatoriya Chandra otkryla ogromnye polosti, sozdannye samym sil'nym v nablyudaemoi Vselennoi izverzheniem energii v dalekom skoplenii galaktik. Esli eto giper-izverzhenie svyazano s aktivnost'yu sverhmassivnoi chernoi dyry v centre skopleniya, to teorii o roste massy takih dyr trebuyut peresmotra.

• >> Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   (S. I. Blinnikov/scientific.ru, 16.01.2005 23:27, 7.9 KBait, otvetov: 10)

  Kosmicheskaya rentgenovskaya observatoriya Chandra otkryla ogromnye polosti, sozdannye samym sil'nym v nablyudaemoi Vselennoi izverzheniem energii v dalekom skoplenii galaktik. Esli eto giper-izverzhenie svyazano s aktivnost'yu sverhmassivnoi chernoi dyry v centre skopleniya, to teorii o roste massy takih dyr trebuyut peresmotra.

  Ris.1 Sleva: rentgenovskoe izobrazhenie observatorii Chandra pokazyvaet dve temnye polosti (kazhdaya po 200 kiloparsek v diametre). Kontury pokazyvayut radio-izofoty VLA (Very Large Array) na chastote 1.4 GGc. Sprava: to zhe skoplenie MS 0735 v vidimom (krasnom) svete s temi zhe radio-izofotami. Yarkost' radioizlucheniya maksimal'na v centre, gde raspolozhena gigantskaya galaktika, zatem padaet po zakonu r-1/4 i snova uvelichivaetsya kak raz vnutri polostei, tak kak oni zapolneny goryachim zamagnichennym gazom i neteplovymi ul'trarelyativistskimi elektronami.

  Davno izvestny sotni goryachih puzyrei (po-angliiski bubbles) v mezhzvezdnoi srede galaktik s razmerami v neskol'ko parsek. Oni yavlyayutsya ili ostatkami sverhnovyh, ili obrazovany istekayushimi molodymi massivnymi zvezdami. Otkryty i bolee znachitel'nye puzyri - superbubbles - s razmerami v sotni parsek. Oni mogut byt' obrazovany i skopleniyami molodyh massivnyh zvezd, i cepochkami desyatka posledovatel'nyh sverhnovyh, a vozmozhno i gipernovymi.

  V svezhem nomere Nature ot 6 yanvarya 2005 g. v rabote [1] (sm. takzhe astro-ph/0411553 ) opublikovano otkrytie nebyvalo ogromnyh giperpuzyrei v skoplenii galaktik MS 0735.6+7421 (dlya kratkosti MS 0735), razmery kotoryh v sotni tysyach raz prevoshodyat razmery obychnyh ostatkov sverhnovyh. Energiya goryachego gaza vnutri nih sootvetstvuet vzryvu desyatka milliardov sverhnovyh ili gamma-vspleskov!

  Otkrytie bylo sdelano v rentgenovskom diapazone na observatorii Chandra. Nablyudeniya etogo dalekogo skopleniya (dlya MS 0735 krasnoe smeshenie z=0.22) provodilis' 1 dekabrya
  2003 g. Za 11 chasov ekspozicii bylo zaregistrirovano 75 tys. rentgenovskih fotonov. Na izobrazhenii v rentgene i v radio (sm. ris. 1) vidny gigantskie polosti (kazhdaya po 200 kiloparsek v poperechnike). Eti giper-puzyri mogli byt' naduty izverzheniem energii okolo 6x10⁶¹ erg! (Napomnim, chto tipichnyi ostatok sverhnovoi obrazuetsya pri vydelenii energii "vsego" 10⁵¹ erg).

  Eshe v 1930-e gody F.Cvikki obnaruzhil "virial'nyi paradoks" v skopleniyah galaktik: massa svetyashegosya veshestva galaktik v 50 - 100 raz men'she gravitiruyushei massy (esli verny zakony tyagoteniya N'yutona-Einshteina). Odnim iz glavnyh otkrytii rentgenovskoi astronomii 20-go veka bylo obnaruzhenie goryachego (neskol'ko desyatkov mln. gradusov Kel'vina) gaza v skopleniyah. Okazalos', chto vse galaktiki "plavayut" v goryachem gaze, massa kotorogo na poryadok bol'she massy vseh svetyashihsya zvezd galaktik. Imenno etot gaz, a ne zvezdy, i predstavlyaet osnovnuyu "barionnuyu" massu vo Vselennoi, hotya i ego nedostatochno dlya ob'yasneniya virial'nogo paradoksa: massa goryachego gaza sostavlyaet vsego 10 - 15% ot gravitiruyushei massy skoplenii, sostoyashih v osnovnom iz nevedomoi "temnoi materii" (povtorim: esli verny klassicheskie zakony gravitacii).

  Schitalos', chto gaz dolzhen ostyvat' i padat' s tempom 10 - 1000 mass Solnca (M_o) v god v central'nye oblasti skoplenii, gde obychno nahodyatsya samye gigantskie galaktiki. Odnako nikakih sgushenii holodnyh oblakov ili molodyh zvezd tam obnaruzheno ne bylo. Okazyvaetsya, nechto podogrevaet gaz, ne davaya emu polnost'yu ostyvat'. Naibolee veroyatno, chto podogrev gaza proizvodyat relyativistskie strui (dzhety), vybrasyvaemye iz okrestnostei sverhmassivnoi chernoi dyry central'noi galaktiki. Naprimer, na ris. 2 pokazany nablyudeniya skopleniya Perseya (Abell 426) s togo zhe teleskopa Chandra. Bol'she vsego takaya kartina pohozha na magnitogidrodinamicheskie ili zvukovye volny, vozbuzhdaemye central'nym istochnikom (kak naprimer, v znamenitoi Krabovidnoi tumannosti s ee pul'sarom).

  Ris.2 Sleva: rentgenovskoe izobrazhenie skopleniya Perseya (Abell 426). Sprava: to zhe s uvelichennym kontrastom.

  V MS 0735 kartina neskol'ko drugaya: vidna yavno vydelennaya os', na kotoroi raspolozheny puzyri, a na granice puzyrei zametno povyshenie temperatury na fronte moshnoi udarnoi volny (ris. 3). Po-vidimomu, eti polosti byli naduty v hode izverzheniya energii iz central'noi sverhmassivnoi chernoi dyry za 100 mln. let. Pri etom v nastoyashee vremya ne vidno priznakov burnoi aktivnosti yadra v vidimom svete ili rentgene kak u kvazarov (dzhet svetit tol'ko v radio, i ego svetimost' v 100 tys. raz men'she, chem nuzhno dlya naduvaniya puzyrei). Ne isklyucheno, chto puzyri pitayutsya mehanicheskoi energiei strui. Zagadka sostoit v tom, chto dlya proizvodstva energii v modeli s chernoi dyroi neobhodimo padenie (akkreciya) veshestva na nee, a izverzhenie s nablyudaemoi energiei dostatochno dlya ostanovki ohlazhdeniya padayushego gaza, t.e. akkrecii s tempom 200 M_o/god v techenie neskol'kih mlrd. let!

  Ris.3 Temperaturnaya karta central'nyh oblastei skopleniya MS 0735 (bolee krasnyi cvet otvechaet bolee vysokoi temperature). Kontury ocherchivayut puzyri v rentgenovskom izobrazhenii. Na vershinah puzyrei temperatura povyshaetsya, chto govorit ob obrazovanii udarnyh voln.

  Pri standartnom predpolozhenii, chto 10% Mc² poshlo na naduvanie puzyrei i na udarnuyu volnu, nuzhno okolo 3x10⁸M_o. A eto uzhe pochti takaya zhe massa, chto mozhet pokoit'sya v vide chernoi dyry v centre MS 0735 - tam primerno 10⁹M_o, esli ishodit' iz korrelyacii massy chernoi dyry so svetimost'yu centra ("baldzha") galaktiki. Trudno predstavit', v ramkah sovremennyh modelei, chto vsego za 10⁸ let chernaya dyra poglotila tak mnogo materiala, chto vyrosla v poltora raza. Schitaetsya, chto burnyi rost vozmozhen tol'ko v rannyuyu epohu formirovaniya chernyh dyr, poka ih massy ne tak veliki.

  Kak skazal odin iz avtorov otkrytiya Pol Nulsen (Paul Nulsen): "Etot novyi rezul'tat stol' zhe udivitelen, skol' i zahvatyvayush. Eta chernaya dyra obzhiraetsya, togda kak ona dolzhna byla by postit'sya." (Po-angliiski igra slov: "This black hole is feasting, when it should be fasting.").

  Itak, rentgenovskaya astronomiya prinesla eshe odno znachitel'noe otkrytie, kotoroe stavit novye zadachi pered teoretikami, pytayushimisya ob'yasnit' evolyuciyu vidimogo i nevidimogo veshestva vo Vselennoi, rozhdenie i zhizn' chernyh dyr i drugih vozmozhnyh istochnikov chudovishnoi energii, v samyh raznyh formah proyavlyayushihsya v aktivnosti centrov galaktik.

  Istochnik novosti:

  1. B.R.McNamara, P.E.J.Nulsen, M.W.Wise, D.A.Rafferty, C.Carilli, C.L.Sarazin & E.L.Blanton The heating of gas in a galaxy cluster by X-ray cavities and large-scale shock fronts Nature 433, 45 - 47 (06 January 2005); doi:10.1038/nature03202

• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 17.01.2005 9:43, 209 Bait) A pochemu srazu chernaya dyra ?! Mozhet i ne dyra tam sovsem, a kakaya-nibud' miniSingulyarnost'! :) Etakie b'yushie vo Vselennoi singulyarnye klyuchi, popolnyaya ee energiei i materiei, kotoraya razrushaetsya na granicah.
• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   (G. M. Griddaxx, 17.01.2005 11:17, 506 Bait, otvetov: 2)

  Vot imenno. Esli predpolozhit', chto nasha vselennaya - tol'ko chast' nekoi supervselennoi, a "nash" vakuum

  eto tol'ko sreda, kotoraya otlichaetsya ot drugih sred etoi vselennoi, to estestvenno predpolozhit' obmen

  energiei mezhdu etimi "sredami". Chernye dyry - nasha vselennaya otdaet energiyu v druguyu chast' supervselennoi,

  a eti samye polosti i est' rodniki, gde nasha vselennaya poluchaet energiyu iz drugoi chasti supervselennoi.

  Ne nado putat' omuty s rodnikami.

• Re[2]: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 18.01.2005 10:58, 274 Bait, otvetov: 1)

  "Ne nado putat' omuty s rodnikami." -- ne nado preumnozhat' sushnostei :)

  "Esli predpolozhit' ... -... to estestvenno predpolozhit'" -- a esli ne predpolagat', a opirat'sya na fakty?

  U Nosova byla takaya povest' - "Fantazery" :)

• Re[3]: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 19.01.2005 9:32, 373 Bait) Tak ved' v tom to i delo, chto v iznachal'noi zametke est' neumolimoe slovo "esli". K tomu zhe oni sami priznayutsya, chto na chernuyu dyru eto sovsem ne pohozhe, no oni vse-taki popytayutsya "prityanut' za ushi" k teorii chernyh dyr. Est' tol'ko odin fakt - "puzyri" :) A kak oni poluchilis' ob'yasneniya net. A mozhet tam inoplyanetyane ispytaniya svoei novoi superbomby provodili :))))
• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   (G. M. Griddaxx, 20.01.2005 19:50, 639 Bait, otvetov: 1)

  Tak nazyvaemye "Belye dyry" sushestvuyut i etot kosmicheskii puzyr' yavlyaetsya takim primerom. Predstavlyat' nashu vselennuyu kak chto-to voznikshee iz nichego i obrechennoe varit'sya v sobstvennom soku - ochen' odnoboko, esli ne skazat' geo(?)centrichno.

  'ol'shoi vzryv byl - kak proryv energii v nashu vselennuyu, - vse kogda-to sluchaetsya vpervye, no potom byli i drugie proryvy, lokal'nye. Tipa togo, chto my nablyudaem. Vse dannye, kotorye my poluchaem - kosvennye, kak ni kruti, i interpritirovat' ih mozhno po-raznomu. Nyneshnee nagromozhdenie novyh dannyh na starye polki napominaet kartinu vselennoi, postroennoi na epiciklah.

• Re[2]: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 21.01.2005 0:38, 1012 Bait) Belye dyry ne to, chto sushestvuyut - oni byli otkryty kak vozmozhnye resheniya
  OTO I.D.Novikovym. Vpolne zakonnye klassicheskie resheniya, v etom smysle ne huzhe
  chernyh dyr. No v otlichie ot poslednih, kotorye vpolne ustoichivy, belye dyry,
  po-vidimomu, ne sushestvuyut zametnoe vremya v nashem mire. Oni, skoree vsego,
  razrushayutsya kvantovymi effektami - nado poiskat' po literature.
  Neobychnye svoistva ob'ekta, skoree vsego, ob'yasnyayutsya neobychnym
  hodom akkrecii na chenuyu dyru. Mozhet byt' tut zameshana akkreciya temnoi materii
  (kotoraya vo mnogih modelyah inogda byvaet sovsem ne "temnoi"). Mogut byt' i drugie
  neozhidannye resheniya (V.A.Ambarcumyan skazal by, chto vzryvayutsya D-tela).
  Slovo "esli" tam napisali ne avtory raboty v Nature, a ya kak avtor novosti.
  Poka zhe ya schitayu, chto prezhdevremenno zanimat'sya spekulyaciyami, a nado vnimatel'nee
  izuchit' ob'ekt vo vseh diapazonah, postroit' gidrodinamicheskuyu model' i t.p.
  
  S.Blinnikov
  
  
• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 26.01.2005 1:12, 748 Bait, otvetov: 1)

  Obychnoizobrazhayut dlya naglyadnosti prostranstvo v vide ploskosti, kotoraya progibaetsya pod vozdeistviem kakoi-to massy. Esli predstavit' "verhnyuyu" vselennuyu, na kotoroi skaplivayutsya lokal'nye sgustki materii v vide zvezd, chernyh dyr, - rano ili pozdno gde-to proizoidet proryv. Proryv na "nash etazh". U "nih" eto chernaya dyra, kotoraya evolyucionirovala iz zvezdy i sushestvovala dostatochno dolgo. A u "nas" eto belaya dyra, cherez kotoruyu energiya fontanirovala nesravnimo men'shee vremya.

  Analogichno etomu nashe veshestvo dolgo budet evolyucionirovat' ot tumannostei do zvezd, chernyh dyr i sverhmassivnyh chernyh dyr, poka ne prorvetsya v "nizhnyuyu" vselennuyu. Vozmozhno, gde-to eto i proishodit.

• Re[2]: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 28.01.2005 12:47, 426 Bait) Vy horosho skazali: "izobrazhayut dlya naglyadnosti" prostranstvo v vide ploskosti, a potom reshili, chto tak na samom dele i est', da i eshe pridumali nizhnie etazhi! Konechno, kartinka poluchilas' naglyadnaya. No kakoe otnoshenie ona imeet k deistvitel'nosti? Ya procitiruyu predydushego avtora: "prezhdevremenno zanimat'sya spekulyaciyami, a nado vnimatel'nee izuchit' ob'ekt vo vseh diapazonah, postroit' gidrodinamicheskuyu model' i t.p"
• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 3.02.2005 23:22, 669 Bait) Prover'te, proschitaite) Soglasen, tut spekulyacii neumestny, - delo takoe ser'eznoe... Ya zhe ne utverzhdayu eto a tol'ko predpolagayu. Konechno, vsyakaya analogiya hromaet, no bez voobrazheniya i naglyadnostitozhe nel'zya. Verhnii etazh, t.e. vse, chto na nem nahoditsya obladaet bol'shei potencial'noi energiei po otnosheniyu k nizhnemu etazhu iz-za gravitacii Zemli. Vozmozhno vselennye v Supervselennoi tozhe razgranicheny napodobie etazhei. Da, analogii inogda zavodyat v tupik, no inogda i vyvodyat na svet. Kstati, dlya obvinenii v spekulyacii v ne ochen' otdalennom proshlom, trebovalos' dokazat' odnovremenno 3 fakta: fakt pokupki, fakt prodazhi i fakt togo, chto vashei cel'yu byla nazhiva )
• Re: Ogromnye puzyri v skoplenii galaktik ot sil'neishego izverzheniya vo Vselennoi   ( Gost', 26.02.2005 22:10, 468 Bait)

  Neskol'ko let ya "vynashival" ideyu ustroistva i evolyucii kvazara. V osnove idei odnim iz predpolozhenii bylo to, chto Stiven Hoking oshibochno predpolozhil svoistva veshestva vysokoplotnyh ob'ektov. Seichas stat'ya s opisaniem etoi idei nahoditsya po adresu: http://vsegda8.narod.ru/KVAZAR.html

  Esli za slovami zametit' i mysli v etoi stat'e to, pozhalui mozhno ob'yasnit' i eti i drugie puzyri.