Существуют ли черные дыры и нейтронные звезды в карликовых галактиках-спутниках, вращающихся вокруг Млечного Пути?

Считается, что количество спутниковых карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, исчисляется сотнями. Существуют ли черные дыры и нейтронные звезды в карликовых галактиках-спутниках, вращающихся вокруг Млечного Пути, и каковы методы их обнаружения? Можно ли оценить вероятность наличия бинарных массивных плотных объектов (пара черных дыр или пара нейтронных звезд или черная дыра + нейтронная звезда) в таких спутниковых карликовых галактиках, вращающихся вокруг Млечного Пути?

Если вы принимаете начальную функцию массы, есть прибл. так же, как здесь: конечно. Нет причин, по которым не существует черных дыр звездной массы или нейтронных звезд. Любая другая гипотеза потребует очень хорошего обоснования.
@planetmsker - Спасибо. К вашему сведению, я только что отредактировал / расширил свой вопрос следующим образом: существуют ли черные дыры и нейтронные звезды в карликовых галактиках-спутниках, вращающихся вокруг Млечного Пути, и каковы будут методы их обнаружения? Можно ли оценить вероятность наличия бинарных массивных плотных объектов (пара черных дыр или пара нейтронных звезд или черная дыра + нейтронная звезда) в таких спутниковых карликовых галактиках, вращающихся вокруг Млечного Пути?

Ответы (1)

Конечно, как указал планетмейкер, маловероятно, что в галактиках-спутниках отсутствуют эти объекты просто с теоретической точки зрения. Возьмем в качестве примера Магеллановы Облака, учитывая, насколько хорошо они изучены. Мы знаем, что в Магеллановых Облаках есть массивные звезды и звездные скопления ( на ум приходит R136 ), и нет никаких объяснений того, как эти популяции массивных звезд могут завершить свою жизнь кем угодно, кроме нейтронных звезд и черных дыр.

С точки зрения наблюдений в Облаках есть интересные источники, которые, как мы прямо подтвердили, являются нейтронными звездами. Например, SN 1987A , сверхновая, обнаруженная также в нейтрино, имеет центральный объект, который, как мы теперь твердо верим, является нейтронной звездой, питающей туманность пульсарного ветра ( Греко и др., 2021 ), и находится в БМО. Пульсар БМО PSR J0540-6919 был обнаружен в 1984 г. ( Сьюард и др., 1984 ) и впоследствии оказался чрезвычайно ярким в гамма-лучах ( Акерманн и др., 2015 ) – не то чтобы Облакам не хватало радио- или гамма-пульсаров ( Ридли и др., 2015 г. , Ян и др., 2017 г.). В радиосвязях все пульсары можно обнаружить с помощью стандартных методов наблюдения за пульсарами — наблюдайте за источником, складывайте данные в различные пробные периоды и смотрите, сможете ли вы найти периодический сигнал.

Другой способ искать эти компактные объекты — наблюдать рентгеновские двойные системы, в которых обычная звезда и компактный объект вращаются вокруг друг друга. Перенос массы к компактному объекту приводит к рентгеновскому излучению, и вы можете попытаться использовать поток и спектральные свойства, чтобы определить, является ли этот компактный объект черной дырой или нейтронной звездой ( Лаззарини и др., 2019 ). Опять же, в БМО или ММО нет недостатка в таких системах и во многих вероятных кандидатах в черные дыры.

Также был большой интерес к поиску черной дыры промежуточной массы (ЧДЧМ) в двух галактиках, хотя я считаю, что доказательства до сих пор являются косвенными и далеко не окончательными. Некоторые группы утверждают, что определенные сверхскоростные звезды возникли в Облаках и были выброшены IMBH ( Galandris & Zwart 2007 , Erkal et al. 2019 ). Также предполагалось, что высокая скорость газового облака CO-0,40-0,22 может быть связана со столкновением с IMBH ( Ballone et al. 2018 ), но это оспаривается и снова является косвенным.

То же самое можно распространить и на другие галактики-спутники Млечного Пути, хотя большинство из них, конечно, менее массивны, и поэтому мы ожидаем меньше компактных объектов. Если мы примем разумную начальную функцию массы Солпитера, мы обнаружим, что около 0,26% звезд будут производить нейтронные звезды, а около 0,064% звезд будут производить черные дыры. Даже группа только 10000 ожидается, что звезды произведут полдюжины черных дыр и около 30 нейтронных звезд, и мы, безусловно, ожидаем, что галактики-спутники произведут столько же звезд в течение своей жизни (и, очевидно, намного больше!).

И последнее замечание: я считаю, что общее количество галактик-спутников Млечного Пути намного меньше, чем «сотни», особенно потому, что кинематика многих из них еще недостаточно хорошо установлена, чтобы подтвердить, что они действительно находятся на орбите. вокруг Млечного Пути.

Можно ли при нынешнем уровне знаний оценить вероятное количество спутниковых карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, имеющих хотя бы один массивный плотный объект (черную дыру или нейтронную звезду)? Также можно ли оценить вероятное количество спутниковых карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, имеющих двойные массивные плотные объекты (пара черных дыр или пара нейтронных звезд или черная дыра + нейтронная звезда)?
@ Алекс Я думаю, что ответ на первый вопрос, безусловно, «все они» - если предположить, что галактики-спутники имеют IMF, аналогичные Млечному Пути, вы можете запустить числа и выяснить, какая часть звезд станет нейтронными звездами или черными дырами , и даже маломассивные спутники произвели достаточно звезд, чтобы сформировать множество черных дыр и нейтронных звезд. Я не знаю ответа на последний, но я бы также предположил, что он близок ко «всем им».
Я понимаю, что мой следующий вопрос натянут, но... какова вероятность слияния таких спутниковых карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, способных производить гравитационные волны? Могли ли такие гравитационные волны быть зарегистрированы при нашей жизни?
@Alex Это то, на что я точно не знаю ответа.