Все небо наповнене розсіяним, високоенергетичним сяйвом: космічним рентгенівським фоном. В останні роки астрономи могли показати, що це випромінювання майже повністю може бути пов'язане з окремими об'єктами. Так само Галілео Галілей на початку 17 століття розрізав світло Чумацького Шляху на окремі зірки. Рентгенівський фон бере початок у сотнях мільйонів надмасивних Чорних Дір, які живляться з речовини в центрах віддалених галактичних систем. Оскільки Чорні діри набирають масу, ми спостерігаємо їх на рентгенівському тлі під час фази їх росту. У сучасному Всесвіті масивні Чорні Діри знаходяться в центрах практично всіх сусідніх галактик.
Коли матерія мчить по безодні Чорної Діри, вона обертається навколо космічного віру майже зі швидкістю світла і нагрівається настільки сильно, що перед цим випромінює свій "останній крик допомоги" у вигляді високоенергетичного випромінювання. зникає назавжди. Тому ймовірно невидимі Чорні Діри є одними з найяскравіших об'єктів у Всесвіті, якщо вони добре живляться в центрах так званих активних галактик. Хімічні кальцієві елементи в речовині випромінюють рентгенівські промені характерної довжини хвилі і тому можуть бути ідентифіковані за їх спектральним відбитком. Атоми елемента заліза є особливо корисним діагностичним інструментом, оскільки цей метал є найбільш багатим у космосі і найбільш інтенсивно випромінюється при високій температурі.
Таким чином, як радіолокаційні пастки, за допомогою яких поліцейські ототожнюють машини, що швидко рухаються, релятивістські швидкості атомів заліза, що кружляють Чорною дірою, можна виміряти через зміну довжини хвилі їхнього світла. Через поєднання ефектів, передбачених спеціальною та загальною теорією відносності Ейнштейна, однак характерно розширений асиметричний лінійний профіль, тобто розмитий відбиток пальця очікується в рентгенівському світлі Чорних дірок. Спеціальні відносні постулати про те, що рухомі годинники працюють повільно, а загальна відносність передбачає, що годинник працює повільно в районі великих мас. Обидва наслідки призводять до зміщення світла, що випромінюється атомами заліза, у частину довшої хвилі електромагнітного спектру. Однак, якщо ми спостерігаємо, як речовина кружляє в так званому «накопичувальному диску» (рис. 1) збоку, світло від атомів, що біжить до нас, виявляється зміщеним на більш короткі довжини хвилі і набагато яскравіше, ніж ті, що віддаляються від нас. Ці ефекти відносності сильніші, чим ближче справа доходить до чорної діри. Через зігнутий простір часу вони найсильніші у швидко обертових чорних отворах. В минулі роки вимірювання релятивістських ліній заліза було можливе в кількох сусідніх галактиках - вперше в 1995 році за допомогою японського супутника ASCA.
Зараз дослідники навколо ґестер Хасінгер з Інституту фізики позаземної фізики Макса-Планка спільно з групою Ксав'є Барконса з іспанського Інституту де Фріка де Кантабрія в Сантандері та Енді Фабіана з Інституту астрономії в Кембриджі, Великобританія виявили релятивистсько намазаний відбиток атомів заліза в середньому рентгенівському світлі приблизно 100 далеких чорних дірок рентгенівського фону (рис. 2). Астрофізики використовували рентгенівську обсерваторію XMM-Newton Європейського космічного агентства ESA. Вони направили прилад на поле в сузір'ї Великої Діппер більше 500 годин і виявили кілька сотень слабких джерел рентгенівських променів.
Через розширення Всесвіту галактики віддаляються від нас зі швидкістю, що збільшується в міру їх відстані, і таким чином їх спектральні лінії з'являються на різній довжині хвилі; астрономам довелося спочатку виправити рентгенівське світло всіх об'єктів у кадр спокою Чумацького Шляху. За допомогою американського телескопа Keck-Telescope були отримані необхідні вимірювання відстані для понад 100 об'єктів. Після спільного додавання світла від усіх предметів, дослідники були дуже здивовані несподівано великим сигналом та характерно розширеною формою залізної лінії.
За силою сигналу вони виводили частку атомів заліза в нарощеній речовині. Дивно, але хімічна кількість заліза в «харчуванні» цих відносно молодих Чорних дірок приблизно втричі вище, ніж у нашій Сонячній системі, яка була створена значно пізніше. Тому центри галактик у ранньому Всесвіті, мабуть, мали особливо ефективний метод одержання заліза, можливо, тому що насильницька активність зірок досить швидко «розмножує» хімічні елементи в діючих галактиках. Ширина лінії вказувала на те, що атоми заліза повинні випромінюватись досить близько до чорної діри, що відповідає чорним дірочкам, що швидко крутяться. Цей висновок опосередковано знайдений і іншими групами, які порівнювали енергію на рентгенівському тлі із загальною масою «дрімаючих» Чорних дірок в сусідніх галактиках.
Оригінальне джерело: Новини "Макс Планк"
Хочете оновити фон робочого столу комп'ютера? Ось кілька чорних фонових зображень.
