Массовый дефицит - Mass deficit

Эта статья о дефиците массы в галактиках. Для массового дефицита в целом см. Энергия связи § Соотношение массы и энергии. О дефиците массы в атомных ядрах см. Энергия связи ядра § Дефект массы.

А массовый дефицит это количество массы (в звездах), которое было удалено из центра галактика, предположительно под действием двоичный огромная черная дыра.

На рисунке показано, как измеряется дефицит массы с использованием наблюдаемого профиля яркости галактики.

В большинстве галактик плотность звезд увеличивается к центру. В малых галактиках это увеличение продолжается до самого центра. В больших галактиках обычно есть «ядро», область около центра, где плотность постоянна или медленно растет. Размер ядра - «радиус ядра» - может составлять несколько сотен. парсек в большом эллиптические галактики.^[1][2]Наибольшие наблюдаемые звездные ядра достигают в радиусе от 3,2 до 5,7 килопарсеков.^[3][4][5]

Считается, что ядра образуются двойными сверхмассивными черными дырами (СМЧД). Бинарные SMBH образуются во время слияние двух галактик.^[6] Если звезда проходит рядом с массивной двойной системой, она будет выброшена в результате процесса, называемого гравитационная рогатка. Этот выброс продолжается до тех пор, пока не будет удалено большинство звезд около центра галактики. В результате получается ядро ​​с низкой плотностью. Такие ядра повсеместно встречаются в гигантских эллиптических галактиках.

Дефицит массы определяется^[7] как количество массы, которая была удалена при создании ядра. Математически дефицит массы определяется как

${\displaystyle M_{\mathrm {def} }=4\pi \int _{0}^{R_{c}}\left[\rho _{i}(r)-\rho (r)\right]r^{2}dr}$,

куда ρ_я исходная плотность, ρ - наблюдаемая плотность, а р_c - радиус ядра. На практике Core-Sersic модель может использоваться для количественной оценки дефицита.^[8]

Наблюдаемый дефицит массы обычно находится в диапазоне от одного до нескольких раз больше массы центральной сверхмассивной черной дыры,^[9] и наблюдаемые радиусы сердцевины сравнимы с радиусы влияния центральной СМЧД. Эти свойства согласуются с предсказаниями теоретических моделей формирования керна. ^[10] и подтверждают гипотезу о том, что все яркие галактики когда-то содержали двойные сверхмассивные ЧД в своих центрах.

Неизвестно, содержит ли большинство галактик массивные двойные системы или две черные дыры объединились. Обе возможности согласуются с наличием дефицита массы.

Рекомендации

1. Феррарезе, Лаура; и другие. (2007). "Внутреннее устройство галактик ранних типов: ядра, ядра и сверхмассивные черные дыры". В Карасе, Владимир; Мэтт, Джорджио (ред.). Черные дыры: от звезд к галактикам. Издательство Кембриджского университета. С. 261–268. ISBN  978-0-521-86347-6.
2. Dullo, Bililign T .; Грэм, Алистер В. (2014) Истощенные ядра, многокомпонентные соответствия и отношения структурных параметров для светящихся галактик ранних типов
3. Почтальон, М .; Lauer, T. R .; Донахью, М.; Graves, G .; Coe, D .; Moustakas, J .; Koekemoer, A .; Bradley, L .; Ford, H.C .; Grillo, C .; Цитрин, А .; Lemze, D .; Broadhurst, T .; Moustakas, L .; Ascaso, B .; Medezinski, E .; Келсон, Д. (2012). «Ярчайшее скопление галактик с чрезвычайно большим плоским ядром». Астрофизический журнал. 756 (2): 159. arXiv:1205.3839. Bibcode:2012ApJ ... 756..159P. Дои:10.1088 / 0004-637X / 756/2/159.
4. Bonfini, P .; Грэм, А. В. (2016). «Поиски самого большого истощенного ядра галактики: сверхмассивные двойные черные дыры и остановившиеся падающие спутники». Астрофизический журнал. 829 (2): 81. arXiv:1610.00801. Bibcode:2016ApJ ... 829 ... 81B. Дои: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 .; Мотта, В. (2014). «Ярчайшее скопление галактик в A85: крупнейшее ядро, известное на данный момент». Письма в астрофизический журнал. 795 (2): L31. arXiv:1405.7758. Bibcode:2014ApJ ... 795L..31L. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 795/2 / L31.
6. Бегельман, М. С .; и другие. (1980), "Массивные двойные системы черных дыр в активных ядрах галактик", Природа, 287 (5780): 307–309, Bibcode:1980Натура.287..307Б, Дои:10.1038 / 287307a0
7. Милосавлевич, Милош; Мерритт, Дэвид; Отдыхай, Армин; Ван ден Бош, Франк (2002), "Ядра галактик как реликвии слияния черных дыр", Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 331 (4): L51 – L55, arXiv:astro-ph / 0110185, Bibcode:2002МНРАС.331Л..51М, Дои:10.1046 / j.1365-8711.2002.05436.x
8. Грэм, Алистер (2004), «Истощение ядра из-за слияния сверхмассивных черных дыр», Письма в астрофизический журнал, 613 (1): L33 – L36, arXiv:astro-ph / 0503177, Bibcode:2004ApJ ... 613L..33G, Дои:10.1086/424928
9. Мерритт, Дэвид (2013). Динамика и эволюция ядер галактик.. Принстон, штат Нью-Джерси: Princeton University Press. ISBN  9781400846122.
10. Мерритт, Дэвид (2006), "Дефицит массы, радиусы торможения и история слияния эллиптических галактик", Астрофизический журнал, 648 (2): 976–986, arXiv:астро-ph / 0603439, Bibcode:2006ApJ ... 648..976M, Дои:10.1086/506139

внешняя ссылка

• Феррарезе Л. и Мерритт, Д. (2002). Сверхмассивные черные дыры. Мир физики, Июнь 2002 г., стр. 41.