Из пресс-релиза НАСА:
В рентгеновских лучах все небо светится. Беда была в том, что слишком мало из них были обнаружены, чтобы выполнить работу.
Международная группа ученых, использующая данные со спутника НАСА «Свифт», подтверждает существование практически невиданной популяции галактик, питающихся черной дырой. Их рентгеновские излучения настолько сильно поглощены, что известно немногим более десятка. Тем не менее, астрономы говорят, что, несмотря на глубоко затемненные рентгеновские лучи, источники могут представлять верхушку айсберга, составляя по меньшей мере одну пятую всех активных галактик.
«Эти сильно окутанные черные дыры повсюду вокруг нас», - сказал Нил Герелс, главный исследователь Swift в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и соавтор нового исследования. «Но до Свифта они были слишком слабыми и слишком неясными, чтобы мы могли их видеть».
Результаты появляются в выпуске Астрофизического журнала от 10 февраля.
Большинство крупных галактик содержат гигантскую центральную черную дыру, а те, что наблюдались в исследовании Свифта, весят примерно в 100 миллионов раз больше массы Солнца. В активной галактике вещество, падающее на сверхмассивную черную дыру, излучает высокоэнергетические излучения, настолько интенсивные, что два класса активных галактик, квазаров и блазаров, считаются самыми яркими объектами во вселенной.
Рентгеновский фон заставил астрономов заподозрить, что активные галактики недооценены. Астрономы никогда не могли быть уверены, что они обнаружили большинство даже самых близких активных галактик. Густые облака пыли и газа окружают центральную черную дыру и экранируют ультрафиолетовое, оптическое и низкоэнергетическое (или мягкое) рентгеновское излучение. Хотя инфракрасное излучение может проникать сквозь материал, его можно спутать с теплой пылью в областях звездообразования галактики.
Тем не менее, некоторые из более энергичных рентгеновских лучей черной дыры проникают в кожух, и вот тут-то и приходит Свифт.
С 2004 года телескоп с быстрым всплеском (BAT) компании Swift, разработанный и эксплуатируемый в НАСА Годдард, картирует все небо в жестких рентгеновских лучах с энергиями от 15 000 до 200 000 электрон-вольт - в тысячи раз больше энергии видимого света. Постепенно год за годом увеличивая свою экспозицию, опрос стал самой крупной, наиболее чувствительной и наиболее полной переписью при этих энергиях. Он включает в себя сотни активных галактик на расстоянии 650 миллионов световых лет.
Из этого образца исследователи исключили источники менее чем в 15 градусах от пыльной многолюдной плоскости нашей собственной галактики. Все активные галактики со струей энергичных частиц также не рассматривались, оставляя 199 галактик.
Хотя существует много разных типов активной галактики, астрономы объясняют различные наблюдаемые свойства в зависимости от того, как галактика входит в угол обзора. Мы видим самые яркие из них почти лицом к лицу, но с увеличением угла окружающее кольцо газа и пыли поглощает все большее количество выбросов черной дыры.
Астрономы предположили, что было много активных галактик, ориентированных на нас по краям, но они просто не могли быть обнаружены, потому что газовый диск слишком сильно ослабляет выбросы.
«Эти чрезвычайно затененные активные галактики очень слабые и их трудно найти. Из выборки из 199 источников мы обнаружили только девять из них », - сказал Давид Бурлон, ведущий автор исследования и аспирант Института инопланетной физики Макса Планка в Мюнхене.
«Но даже у BAT Swift есть проблемы с поиском этих высоко поглощенных источников, и мы знаем, что исследование их недооценивает», - объяснил Бурлон. «Когда мы учли это, мы обнаружили, что эти активные активные галактики очень многочисленны и составляют от 20 до 30 процентов от общего числа».
«С помощью Swift мы теперь точно определили количество активных галактик вокруг нас - действительно, на нашем заднем дворе, - сказал Марко Аджелло из Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Менло-Парк, штат Калифорния. - Число велико, и оно согласуется с модели, которые говорят, что они ответственны за большую часть рентгеновского фона ». Если числа остаются постоянными на больших расстояниях, когда Вселенная была значительно моложе, то существует достаточно сверхмассивных черных дыр для учета фона космического рентгеновского излучения.
Затем команда объединила данные Swift BAT с заархивированными наблюдениями с его рентгеновского телескопа, чтобы изучить, как изменяется интенсивность излучения галактик при различных энергиях рентгеновского излучения.
«Это первый раз, когда мы можем исследовать средний спектр сильно поглощенных активных галактик», - сказал Аджелло. «Эти галактики отвечают за форму космического рентгеновского фона - они создают пик его энергии».
Все это согласуется с идеей, что космический рентгеновский фон является результатом излучения скрытых сверхмассивных черных дыр, активных, когда Вселенной было 7 миллиардов лет, или примерно половина ее нынешнего возраста.
Swift, запущенный в ноябре 2004 года, управляется Годдардом. Он был построен и эксплуатируется в сотрудничестве с Penn State, Лос-Аламосской национальной лабораторией в Нью-Мексико и компанией General Dynamics in Falls Church, Va .; Лаборатория космических наук Университета Лестера и Малларда в Соединенном Королевстве; Обсерватория Брера и Итальянское космическое агентство в Италии; плюс дополнительные партнеры в Германии и Японии.
