Выполнены точные измерения основных параметров первой из обнаруженных чёрных дыр

Американские астрофизики оценили основные параметры чёрной дыры в двойной системе Лебедь X-1 — ярчайшем рентгеновском источнике, открытом в 1965 году. В эту систему входят звезда-гигант и массивный компактный объект, совершающие орбитальное движение с периодом в 5,6 дня.

Уже в 1972-м было установлено, что компаньоном гиганта, вероятнее всего, служит чёрная дыра с аккреционным диском, к которой постепенно переходит вещество звезды. Несколько десятков лет Лебедь X-1 наблюдалась в рентгеновском, оптическом, ультрафиолетовом и радиочастотном диапазонах, что сделало её одной из наиболее хорошо изученных двойных. Однако точность моделирования свойств системы была не слишком высокой, поскольку астрономы, определяя положение Лебедя X-1, получали самые разные оценки расстояния между ней и Землёй, обычно попадающие в широкий интервал 1,8–2,4 кпк (5 900–7 800 световых лет).

Чтобы устранить неопределённость, авторы выполнили измерения по методике тригонометрического параллакса, основанной на наблюдении за тем, как видимое положение Лебедя X-1 (относительно более удалённых звёзд) изменяется при движении Земли по орбите вокруг Солнца. Так как радиус этой орбиты известен, результаты наблюдений позволяют вычислить расстояние до источника тригонометрическим способом.

Опытную информацию американцы собирали с помощью радиоинтерферометра Very Long Baseline Array, который провёл пять серий измерений в январе, апреле, июле и октябре 2009-го и январе 2010 года. На основании этих данных было рассчитано новое, максимально точное значение расстояния между Лебедем X-1 и нашей планетой, равное 1,86 (+0,12, –0,11) кпк, или 6 067 (+391, –359) световых лет.

Уточнённая схема системы Лебедь Х-1. Орбита чёрной дыры обозначена эллипсом с большой и малой осями (сплошной и пунктирной линиями). Цветом показана эффективная температура в кельвинах. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)
Уточнённая схема системы Лебедь Х-1. Орбита чёрной дыры обозначена эллипсом с большой и малой осями (сплошной и пунктирной линиями). Цветом показана эффективная температура в кельвинах. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)

Используя этот результат при дальнейшем моделировании, учёные определили массу звезды в двойной системе (19,2 ± 1,9 солнечной) и, что более важно, массу её компаньона (14,8 ± 1,0 солнечной). Последняя величина намного превышает теоретически допустимый вес нейтронной звезды, другого кандидата на роль компактного объекта в составе Лебедя Х-1, а потому факт существования чёрной дыры в системе можно считать установленным. Кроме того, авторы оценили угол наклона плоскости орбиты чёрной дыры к линии наблюдений, который оказался равен 27,1 ± 0,8 градуса.

На последнем этапе исследования все упомянутые выше значения астрофизики объединили с результатами рентгеновских наблюдений Лебедя Х-1, выполненных космическими обсерваториями ASCA, RXTE и «Чандра». Совместная обработка данных показала, что чёрная дыра вращается с очень высокой скоростью, составляющей 97% от максимально возможной.

Полные версии трёх статей, посвящённых Лебедю Х-1, будут опубликованы в издании Astrophysical Journal, а их препринты ([1], [2], [3]) можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам NewScientist.

11 Июля 2011, 3:35    Den    3913    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.