Самые большие черные дыры достигают определенной точки и затем не растут больше, согласно лучшему на сегодняшний день исследованию черных дыр, выполненному с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА. Ученые также обнаружили много ранее спрятанных черных дыр, которые значительно ниже своего предела веса.
Эти новые результаты подтверждают недавнюю теоретическую работу о том, как растут черные дыры и галактики. Самые большие черные дыры, имеющие массу Солнца не менее 100 миллионов раз, жадно поели во время ранней Вселенной. Почти у всех из них закончились «продукты питания» миллиарды лет назад, и они вынуждены были голодно питаться.
Сосредоточиться на черных дырах в северной части Чандра Глубокое поле
С другой стороны, черные дыры между 10 и 100 миллионами солнечных масс следовали за более контролируемым планом питания. Поскольку они потребляли меньшую часть своей пищи из газа и пыли, они продолжают расти сегодня.
«Наши данные показывают, что некоторые сверхмассивные чёрные дыры кажутся одержимыми, в то время как другие предпочитают пастись», - сказала Эми Баргер из Висконсинского университета в Мэдисоне и Гавайского университета, ведущий автор статьи, описывающей результаты в последнем выпуске The. Астрономический журнал (февраль 2005). «Теперь мы лучше, чем когда-либо, понимаем, как растут сверхмассивные черные дыры».
Одним из открытий является то, что существует тесная связь между ростом черных дыр и рождением звезд. Ранее астрономы тщательно изучали уровень рождаемости звезд в галактиках, но не знали так много о черных дырах в их центрах.
«Эти галактики теряют материал в свои центральные черные дыры в то же время, когда они делают свои звезды», - сказал Баргер. «Таким образом, какой бы механизм ни управлял образованием звезд в галактиках, он также управляет ростом черной дыры».
Астрономы провели точную перепись как самых больших активных черных дыр на расстоянии, так и относительно небольших, более спокойных, расположенных поблизости. Теперь, впервые, промежуточные расчитаны правильно.
Рост самых больших черных дыр, иллюстрированных Рост самых больших черных дыр, иллюстрированных
«Нам нужно иметь точный подсчет времени для всех растущих черных дыр, если мы когда-нибудь надеемся понять их привычки, так сказать», - соавтор Ричард Мушоцки из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Сверхмассивные черные дыры сами по себе невидимы, но нагретый газ вокруг них - некоторые из которых в конечном итоге упадут в черную дыру - производит обильное количество излучения в центрах галактик по мере роста черных дыр.
Это исследование основывалось на самых глубоких рентгеновских изображениях, когда-либо полученных, на глубоких полях Чандры на севере и юге, а также на более широком исследовании области, называемой «дырой Локмана». Расстояния до источников рентгеновского излучения были определены с помощью оптического спектроскопического наблюдения на 10-метровом телескопе Keck на Мауна-Кеа на Гавайях, и они показывают, что расстояние черных дыр составляет от менее миллиарда до 12 миллиардов световых лет.
Поскольку рентгеновские лучи могут проникать в газ и пыль, которые блокируют оптическое и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские снимки с очень большой выдержкой имеют решающее значение для обнаружения черных дыр, которые в противном случае остались бы незамеченными.
Чандра обнаружил, что многие черные дыры размером менее 100 миллионов Солнц погребены под большим количеством пыли и газа, что препятствует обнаружению оптического света от нагретого материала вблизи черной дыры. Рентгеновские лучи более энергичны и способны проникать сквозь эту пыль и газ. Тем не менее, самые большие из черных дыр имеют незначительные следы от пыли или газа. В форме самоконтроля веса могучие ветры, порожденные безумным питанием черной дыры, могли очистить оставшуюся пыль и газ.
Другие аспекты роста черной дыры были раскрыты. Например, типичный размер галактик, подвергающихся образованию сверхмассивной черной дыры, уменьшается с космическим временем. Такое «космическое сокращение» ранее наблюдалось для галактик, подвергающихся образованию звезд. Эти результаты хорошо связаны с наблюдениями близлежащих галактик, которые обнаруживают, что масса сверхмассивной черной дыры пропорциональна массе центральной области ее галактики-хозяина.
Другими соавторами статьи в февральском выпуске «Астрономического журнала» за 2005 год были Лен Коуи, Вей-Хао Ванг и Питер Капак (Институт астрономии, Гавайский университет), Юйсуан Ян (GSFC и Университет Мэриленда). , College Park) и Аарон Стеффан (Университет Висконсина, Мэдисон).
Центр космических полетов имени Маршалла при НАСА, Хантсвилл, штат Алабама, управляет программой «Чандра» для Управления космической миссии НАСА в Вашингтоне. Нортроп Грумман из Редондо-Бич, Калифорния, ранее TRW, Inc., был главным подрядчиком по разработке обсерватории. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра в Кембридже, штат Массачусетс.
Дополнительная информация и изображения доступны по адресу: http://chandra.harvard.edu и http://chandra.nasa.gov.
Первоначальный источник: пресс-релиз Чандра
