Рентгенівське зображення глибокого поля Чандра-Північ. Кредит зображення: NASA / PSU Натисніть, щоб збільшити
Дані рентгенологічних обсерваторій показують, що чорні діри набагато численніші і розвиваються інакше, ніж очікували б дослідники, згідно з астрономом штату Пенн.
"Ми хотіли переписувати всі чорні діри, і хотіли знати, що вони таке", - сказала Ніль Брандт, професор астрономії та астрофізики. "Ми також хотіли оцінити, як виросли чорні діри за всю історію Всесвіту".
Брандт та інші дослідники зробили саме це, дивлячись на ділянку неба в Північній півкулі під назвою Чандра Глибоке поле-Північ, використовуючи рентгенівську обсерваторію Чандра НАСА та подібний пластир у Південній півкулі під назвою Розширене глибоке поле Чандра-Південь . Опити також проводяться в інших частинах неба, використовуючи як Чандру, так і рентгенівську багатозіркову місію Європейського космічного агентства-Ньютон.
Дослідники дивилися на випромінювання рентгенівських променів, оскільки ділянки навколо чорних дір випромінюють рентген, а також видиме світло. Проникаюча природа рентгенівських променів забезпечує прямий спосіб виявлення чорних дір. Використання рентгенівських променів також дозволяє астрономам чітко визначити чорні діри в центрах галактик, не пропускаючи їх сигнал видимим світлом, що виходить від зірок галактики, Брандт заявив присутнім на щорічному засіданні Американської асоціації просування науки в Сент-Луїс, 17 лютого. Чорні діри, які вони вивчали, були такими, що мешкають у центрах галактик і активно випромінюють рентгенівські промені, тому їх називають активними галактичними ядрами.
"Ми знаходимо активні надмасивні чорні діри в центрах масивних галактик", - сказав Брандт. «Наша галактика також має власну чорну діру в центрі, яка вимірює 2,6 мільйона сонячних мас. Наша чорна діра сьогодні не активна, але ми припускаємо, що вона діяла і раніше ».
Ці глибокі, позагалактичні рентгенівські дослідження розглядали ретельно вибрані ділянки неба, які в значній мірі не містять нічого, що може заважати отримувати дані рентгенівських променів. Чандра дивився на глибоке поле Чандра-Північ - область неба на дві третини розміру повного Місяця - за проміжок часу в 23 дні протягом дворічного періоду. Дослідники виявили близько 600 рентгенівських джерел. Порівнюючи рентгенівські знімки з оптичними зображеннями точно такого ж фрагмента неба, знятого космічним телескопом Хаббла, майже всі 600 точкових джерел відповідали оптичним галактикам, що дозволяє припустити, що чорні діри, які були джерелами для рентгенівського підпису, знаходились у центри галактик.
"Рентгенівські астрономи роблять краще, ніж будь-хто інший, приблизно в десять разів, ідентифікуючи ці активні галактичні ядра", - сказав Брандт. "З тим більше часу ми могли б зробити ще кращі, ще глибше".
Дослідники виявили, що надмасові чорні діри численніші, ніж ми могли очікувати. Вони також виявили, що чорні діри еволюціонували інакше, ніж астрономи очікували до роботи в Чандрі. Екстраполюючи з 600 чорних дір, знайдених Чандрою, Брандт припускає, що на всьому небі є близько 300 мільйонів надмасивних чорних дір.
Існування такої кількості чорних дір підтвердило, що те, що колись вважалося справді дифузним космічним рентгенівським фоновим випромінюванням, насправді походить від точкових джерел.
У 60-х роках астрономи виявили квазари, дуже віддалені, сильно світяться чорні діри, у галактичних центрах. Інтенсивно вивчалися квазари, спочатку називані квазізоряними джерелами радіо. Дослідники незабаром зрозуміли, що лише деякі з цих об'єктів є радіовипромінювачами і що вони сформувалися на початку історії Всесвіту.
"Хоча квазари є вражаючими, вони не є типовими активними галактичними ядрами", - сказав Брандт. "Тепер, використовуючи Чандру та інші рентгенологічні обсерваторії, ми можемо знайти та вивчити типові активні галактичні ядра середньої освітленості у віддаленому Всесвітньому високосвітному зміщенні".
Квазари та активні галактичні ядра середньої освітленості також розвивалися по-різному. Квазари - явище молодих галактик, тоді як активні ядра помірної освітленості припадають на пік пізніше космічного часу.
"Ми хотіли б знати, чи змінюються активні ядра галактики протягом космічного часу", - сказав Брандт. "Чи живляться і ростуть чорні діри однаково за всю історію Всесвіту?"
Дослідники переглянули відносну кількість енергії, що виходить у рентгенівських променях порівняно з іншими довжинами хвиль, і виявили, що це співвідношення не змінюється протягом 13 мільярдів років. Вони переглянули спектри рентгенівських променів і виявили, що вони також не змінювались з часом.
"Незважаючи на величезні зміни щільності простору задніх отворів, окремі двигуни, що живлять активні галактичні ядра, надзвичайно стабільні", - сказав Брандт.
Брандт вважає, що Чандра може спостерігати глибоке поле Чандра-Північ довший період часу та отримувати більш чутливі, глибші дані. Це призведе до світлих галактик, які в даний час затьмарені. Він також зібрав би більше рентгенівських променів, що дозволить покращити рентгенівський спектральний та мінливий аналіз. Завдяки більш чутливому зондуванню дослідники також виявляють все більшу кількість неактивних галактик, як наша власна.
"Чандра вже шість років добре працює", - сказав Брандт. "Немає жодних причин, чому Чандра і Ньютон не можуть продовжувати спостерігати ще 10 і більше років".
Оригінальне джерело: PSU News Release
