Masový deficit - Mass deficit - Wikipedia

Tento článek pojednává o hromadných deficitech v galaxiích. Hromadné deficity obecně viz Vazebná energie § Vztah hmotnost-energie. Masové deficity v atomových jádrech viz Jaderná vazebná energie § hromadný defekt.

A hromadný deficit je množství hmoty (ve hvězdách), které bylo odstraněno ze středu a galaxie, pravděpodobně působením a binární supermasivní černá díra.

Obrázek ukazuje, jak se měří hmotnostní deficity pomocí pozorovaného jasového profilu galaxie

Hustota hvězd se ve většině galaxií zvyšuje směrem ke středu. V malých galaxiích tento nárůst pokračuje do samého středu. Ve velkých galaxiích obvykle existuje „jádro“, oblast blízko středu, kde je hustota konstantní nebo pomalu stoupá. Velikost jádra - „poloměr jádra“ - může být několik stovek parsecs ve velkém eliptické galaxie.[1][2]Největší pozorovaná hvězdná jádra dosahují poloměru 3,2 až 5,7 kiloparseků.[3][4][5]

Předpokládá se, že jádra produkují binární supermasivní černé díry (SMBH). Binární SMBH se tvoří během spojení dvou galaxií.[6] Pokud hvězda projde poblíž masivní dvojhvězdy, bude vyhozena procesem zvaným gravitační prak. Toto vyhazování pokračuje, dokud nebude odstraněna většina hvězd poblíž středu galaxie. Výsledkem je jádro s nízkou hustotou. Taková jádra jsou všudypřítomná v obřích eliptických galaxiích.

Je definován hromadný deficit[7] jako množství hmoty, které bylo odstraněno při vytváření jádra. Matematicky je hromadný deficit definován jako

,

kde ρi je původní hustota, ρ je pozorovaná hustota a RC je poloměr jádra. V praxi se model core-Sersic lze použít k vyčíslení deficitů.[8]

Zjištěné hromadné deficity jsou obvykle v rozmezí jedné až několikanásobku hmotnosti centrálního SMBH,[9] a pozorované poloměry jádra jsou srovnatelné s poloměry vlivu centrálního SMBH. Tyto vlastnosti jsou v souladu s tím, co se předpokládá v teoretických modelech tvorby jádra [10] a poskytují podporu hypotéze, že všechny jasné galaxie kdysi obsahovaly ve svých středech binární SMBH.

Není známo, zda většina galaxií stále obsahuje obrovské binární soubory, nebo zda se tyto dvě černé díry spojily. Obě možnosti jsou v souladu s existencí hromadných deficitů.

Reference

  1. ^ Ferrarese, Laura; et al. (2007). „Vnitřní fungování galaxií raného typu: jádra, jádra a supermasivní černé díry“. In Karas, Vladimir; Matt, Giorgio (eds.). Černé díry: od hvězd po galaxie. Cambridge University Press. 261–268. ISBN  978-0-521-86347-6.
  2. ^ Dullo, Bililign T .; Graham, Alister W. (2014) Vyčerpaná jádra, vícesložkové uložení a vztahy strukturních parametrů pro světelné galaxie raného typu
  3. ^ Postman, M .; Lauer, T. R .; Donahue, M.; Graves, G .; Smíšený.; Moustakas, J .; Koekemoer, A .; Bradley, L .; Ford, H. C .; Grillo, C .; Zitrin, A .; Lemze, D .; Broadhurst, T .; Moustakas, L .; Ascaso, B .; Medezinski, E .; Kelson, D. (2012). „Nejjasnější kupa galaxií s extrémně velkým plochým jádrem“. Astrofyzikální deník. 756 (2): 159. arXiv:1205.3839. Bibcode:2012ApJ ... 756..159P. doi:10.1088 / 0004-637X / 756/2/159.
  4. ^ Bonfini, P .; Graham, A. W. (2016). „Pátrání po největším vyčerpaném jádru galaxie: Supermasivní binární soubory s černými otvory a zastavené infalling satelity“. Astrofyzikální deník. 829 (2): 81. arXiv:1610.00801. Bibcode:2016ApJ ... 829 ... 81B. doi:10,3847 / 0004-637X / 829/2/81.
  5. ^ López-Cruz, O .; Añorve, C .; Birkinshaw, M .; Worrall, D. M .; Ibarra-Medel, H. J .; Barkhouse, W. A .; Torres-Papaqui, J. P .; Motta, V. (2014). „Nejjasnější kupa galaxií v A85: dosud známé největší jádro“. The Astrophysical Journal Letters. 795 (2): L31. arXiv:1405.7758. Bibcode:2014ApJ ... 795L..31L. doi:10.1088 / 2041-8205 / 795/2 / L31.
  6. ^ Begelman, M. C .; et al. (1980), „Masivní dvojhvězdy černé díry v aktivních galaktických jádrech“, Příroda, 287 (5780): 307–309, Bibcode:1980 Natur.287..307B, doi:10.1038 / 287307a0
  7. ^ Milosavljevic, Milos; Merritt, David; Odpočinek, Armin; van den Bosch, Frank (2002), „Galaxy cores as relikts of black hole mergers“, Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, 331 (4): L51 – L55, arXiv:astro-ph / 0110185, Bibcode:2002MNRAS.331L..51M, doi:10.1046 / j.1365-8711.2002.05436.x
  8. ^ Graham, Alister (2004), „Vyčerpání jádra ze spojování supermasivních černých děr“, The Astrophysical Journal Letters, 613 (1): L33 – L36, arXiv:astro-ph / 0503177, Bibcode:2004ApJ ... 613L..33G, doi:10.1086/424928
  9. ^ Merritt, David (2013). Dynamika a vývoj galaktických jader. Princeton, NJ: Princeton University Press. ISBN  9781400846122.
  10. ^ Merritt, David (2006), „Mass Deficits, Stalling Radii, and Ferger History of Eliptical Galaxies“, Astrofyzikální deník, 648 (2): 976–986, arXiv:astro-ph / 0603439, Bibcode:2006ApJ ... 648..976M, doi:10.1086/506139

externí odkazy