Ученые воспользовались рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра и обнаружили кольцо от черных дыр или нейтронных звезд в галактике, удаленной на 300 млн. световых лет от нас. Нет, не стоит снаряжать хоббитов и бродить по Средиземью. Но это космическое формирование важно для исследователей, которые пытаются понять, что происходит при масштабных столкновениях галактик.
На этом снимке показана галактика AM 0644-741 (AM 0644). Для отображения объединили обзор рентгеновских данных Чандра (фиолетовый) и оптические сведения космического телескопа Хаббл (красный, зеленый и синий). Чандра показывает невероятно яркие источники рентгеновских лучей, активированных черной дырой звездной массы или нейтронной звездой в форме кольца.
Откуда взялось это кольцо в AM 0644? Астрономы считают, что оно сформировалось, когда одна галактика притянулась второй силой тяжести. Первая создала рябь в газе второй (AM 0644), расположенной справа внизу. Затем рябь произвела расширяющееся кольцо газа в AM 0644, вызвавшее рождение новых звезд. Возможно, первая галактика находится в нижнем левом углу.
Наиболее массивные звезды проживут недолго (миллионы лет). Как только они исчерпают ядерное топливо, то взрываются в качестве сверхновых, оставляя позади черные дыры с массой в 5-20 раз больше солнечной или нейтронные звезды (почти равны солнечной массе). Некоторые черные дыры или нейтронные звезды располагают близкими спутниками или приближенным сифонным газом от звездного партнера. Этот газ поступает к объекту, формируя вращающийся диск, нагревающийся при трении. Перегретый газ затем создает огромное количество рентгеновского излучения, которое видит Чандра.
Кольцо черной дыры или нейтронных звезд интригует само по себе, но в истории AM 0644 есть больше. Все найденные в кольце источники рентгеновских лучей достаточно яркие, чтобы отнести их к классу ультра-ярких рентгеновских источников (ULX). Это категория объектов, создающих в сотни и тысячи раз больше рентгеновских лучей, чем большая часть «нормальных» двойных систем. Ранее считали, что такие объекты включают наличие черных дыр средней массы, но это опровергли при обнаружении в галактиках М82 и М51 нейтронных звезд.
Идентификация отдельных ULX в галактике пока невозможна. Они могут быть смесью черных дыр и нейтронных звезд или же это все только черные дыры или нейтронные звезды. Важно также понимать, что не все рентгеновские источники на снимке относятся к кольцу в AM 0644. Один из них – быстрорастущая черная дыра, проживающая на удаленности 9.1 млрд. световых лет от нас. Есть также сверхмассивная черная дыра, расположенная в галактическом центре. Кольцевые галактики притягивают внимание исследователей, так как они позволят лучше понять процесс формирования двойных звезд и происхождение ULX.