Рентгеновское изображение Чандра Глубокое Поле-Север. Изображение предоставлено NASA / PSU. Увеличить
По данным астронома из Пенсильвании, данные рентгеновских обсерваторий показывают, что черные дыры гораздо более многочисленны и развиваются не так, как ожидали бы исследователи.
«Мы хотели провести перепись всех черных дыр и хотели узнать, на что они похожи», - сказал Ниль Брандт, профессор астрономии и астрофизики. «Мы также хотели измерить, как черные дыры выросли за всю историю Вселенной».
Брандт и другие исследователи сделали это, взглянув на участок неба в северном полушарии, называемый Чандра Глубокое поле-север, с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и аналогичного участка в южном полушарии, названного Расширенное поле Чандра Глубокое поле-юг. , Съемки также проводятся в других частях неба с использованием как Чандры, так и Рентгеновской многозеркальной миссии Европейского космического агентства - Ньютон.
Исследователи изучили рентгеновское излучение, потому что области вокруг черных дыр испускают рентгеновские лучи, а также видимый свет. Проникающая природа рентгеновских лучей обеспечивает прямой способ выявления черных дыр. Использование рентгеновских лучей также позволяет астрономам точно определять черные дыры в центрах галактик, не пропуская их сигнал видимым светом, исходящим от звезд галактики, - сказал Брандт участникам ежегодного собрания Американской ассоциации развития науки в США. Сент-Луис, Миссури 17 февраля. Изученные ими черные дыры находятся в центрах галактик и активно испускают рентгеновские лучи, поэтому их называют активными ядрами галактик.
«Мы находим активные сверхмассивные черные дыры в центрах массивных галактик», - сказал Брандт. «У нашей галактики также есть своя черная дыра в центре, измеряющая 2,6 миллиона солнечных масс. Наша черная дыра сегодня не активна, но мы предполагаем, что она была активной в прошлом ».
В этих глубоких внегалактических рентгеновских исследованиях рассматривались тщательно отобранные участки неба, которые в основном не содержат ничего, что могло бы помешать получению рентгеновских данных. Чандра посмотрел на Чандра Глубокое Поле-Север - область неба, равную двум третям размера полной Луны, - в течение 23 дней в течение двухлетнего периода. Исследователи обнаружили около 600 источников рентгеновского излучения. После сравнения рентгеновских изображений с оптическими изображениями того же среза неба, снятыми космическим телескопом Хаббла, почти все 600 точечных источников соответствовали оптическим галактикам, что позволяет предположить, что черные дыры, которые были источниками для рентгеновской подписи, находились в центры галактик.
«Рентгеновские астрономы добиваются большего успеха, чем кто-либо другой, примерно в десять раз, идентифицируя эти активные галактические ядра», - сказал Брандт. «Если бы у нас было больше времени, мы могли бы сделать еще лучше, а еще глубже».
Исследователи обнаружили, что сверхмассивные черные дыры более многочисленны, чем мы могли ожидать. Они также обнаружили, что черные дыры развивались не так, как ожидали астрономы до работы Чандры. Экстраполируя из 600 черных дыр, найденных Чандрой, Брандт предполагает, что во всем небе около 300 миллионов сверхмассивных черных дыр.
Существование такого количества черных дыр подтвердило, что то, что когда-то считалось действительно рассеянным космическим рентгеновским фоновым излучением, на самом деле исходит от точечных источников.
В 1960-х годах астрономы обнаружили квазары, очень далекие, очень светящиеся черные дыры, в галактических центрах. Квазары, первоначально называемые квазизвездными радиоисточниками, интенсивно изучались. Вскоре исследователи осознали, что только некоторые из этих объектов были радиоизлучателями и что они сформировались в начале истории Вселенной.
«Хотя квазары впечатляют, они не являются типичными представителями активных ядер галактик», - сказал Брандт. «Теперь, используя Чандру и другие рентгеновские обсерватории, мы можем найти и исследовать типичные активные галактические ядра умеренной светимости в далекой Вселенной с высоким красным смещением».
Квазары и ядра активной галактики средней светимости также развивались по-разному. Квазары - это феномен молодых галактик, в то время как активные ядра галактики с умеренной светимостью достигли пика позже в космическом времени.
«Мы хотели бы знать, изменяются ли активные галактические ядра за космическое время», - сказал Брандт. «Черные дыры одинаково питаются и растут в истории Вселенной?»
Исследователи изучили относительное количество энергии, излучаемой в рентгеновских лучах, по сравнению с другими длинами волн и обнаружили, что это соотношение не меняется в течение 13 миллиардов лет. Они посмотрели на рентгеновские спектры и обнаружили, что они также не менялись во времени.
«Несмотря на огромные изменения в объемной плотности задних дыр, отдельные двигатели, работающие на активных ядрах галактик, удивительно стабильны», - сказал Брандт.
Брандт считает, что Чандра мог наблюдать Чандра Глубокое Поле-Север в течение более длительного периода времени и получать более точные и глубокие данные. Это выявит галактики, которые в настоящее время скрыты. Он также будет собирать больше рентгеновских лучей, что позволит лучше анализировать рентгеновский спектр и анализ вариабельности. Благодаря более чувствительному зондированию, исследователи также обнаруживают растущее число неактивных галактик, подобных нашей.
«Чандра хорошо работает уже шесть лет, - сказал Брандт. «Нет никаких причин, почему Чандра и Ньютон не могут продолжать наблюдать еще 10 или более лет».
Первоисточник: Выпуск новостей ПГУ
