Рентгенова снимка на дълбокото поле Чандра-Север. Кредит за изображение: НАСА / PSU Увеличи
Данните от рентгеновите наблюдения показват, че черните дупки са много по-многобройни и се развиват по различен начин, отколкото биха очаквали изследователите, според астроном на щат Пен.
„Искахме преброяване на всички черни дупки и искахме да знаем какви са те“, казва Нийл Бранд, професор по астрономия и астрофизика. „Също така искахме да измерим как черните дупки са нараснали в историята на Вселената.“
Бранд и други изследователи направиха точно това, като разгледаха петна на небето в Северното полукълбо, наречено Чандра дълбоко поле-север, използвайки рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА и подобен пластир в Южното полукълбо, наречено разширено дълбоко поле Чандра-юг , Проучванията се извършват и в други части на небето, като се използва както Чандра, така и рентгеновата мулти-огледална мисия на Нютон от Европейската космическа агенция.
Изследователите разгледаха рентгеновите емисии, защото районите около черните дупки излъчват рентгенови лъчи, както и видима светлина. Проникващата природа на рентгеновите лъчи осигурява директен начин за идентифициране на черните дупки. Използването на рентгенови лъчи също така позволява на астрономите да определят черните дупки в центровете на галактиките, без сигналът им да бъде измит от видимата светлина, идваща от звездите на галактика, каза Бранд на присъстващите на годишната среща на Американската асоциация за напредък на науката в Сейнт Луис, Mo. Feb. 17. Черните дупки, които са изследвали, са тези, които пребивават в центровете на галактиките и активно излъчват рентгенови лъчи, поради което се наричат активни галактични ядра.
„Откриваме активни супер масивни черни дупки в центровете на масивни галактики“, казва Бранд. „Нашата галактика също има своя собствена черна дупка в центъра, измерваща 2,6 милиона слънчеви маси. Черната ни дупка не е активна днес, но предполагаме, че е била активна в миналото. "
Тези дълбоки, екстрагалактични рентгенови проучвания разглеждаха внимателно подбрани петна на небето, които до голяма степен не съдържат нищо, което може да попречи на получаването на рентгеновите данни. Чандра погледна към дълбокото поле Север - Чандра - зона на небето две трети от размера на пълната Луна - за период от 23 дни за период от две години. Изследователите открили около 600 рентгенови източника. След сравняването на рентгеновите изображения с оптични изображения на абсолютно същия отрязък от небето, направени от космическия телескоп Хъбъл, почти всички 600 точкови източници съответстват на оптични галактики, което предполага, че черните дупки, които са източници за рентгеновия подпис, са в центровете на галактиките.
„Рентгеновите астрономи се справят по-добре от всеки друг с коефициент от десет, за да идентифицират тези активни галактически ядра“, каза Бранд. „С повече време бихме могли да се справим още по-добре, още по-дълбоко.“
Това, което изследователите откриха, е, че супер масивните черни дупки са по-многобройни, отколкото можехме да очакваме. Те откриха също, че черните дупки са се развили по различен начин, отколкото астрономите очакваха преди работата в Чандра. Екстраполирайки от 600-те черни дупки, открити от Чандра, Бранд предполага, че в цялото небе има около 300 милиона супер масивни черни дупки.
Съществуването на толкова много черни дупки потвърди, че това, което някога се смяташе за наистина дифузно космическо рентгеново фоново лъчение, всъщност идва от точкови източници.
През 60-те години астрономите откриват квазари, много отдалечени, силно светещи черни дупки, в галактически центрове. Квазарите, първоначално наричани квазизвездни радиоизточници, бяха изучавани интензивно. Изследователите скоро разбраха, че само някои от тези обекти са радиоизлъчватели и че те са се образували в началото на историята на Вселената.
„Докато квазарите са зрелищни, те не са представителни за типичните активни галактически ядра“, казва Бранд. "Сега, използвайки Чандра и други рентгенови обсерватории, можем да открием и изучим умереното светене, типични активни галактически ядра в далечната, високочервена Вселена."
Квазарите и активните галактически ядра с умерена светимост също се развиват по различен начин. Квазарите са феномен на младите галактики, докато активните галактически ядра с умерена осветеност достигат своя пик по-късно в космическото време.
„Бихме искали да знаем дали активните галактически ядра се променят през космическото време“, казва Бранд. „Черните дупки се хранят и растат ли по същия начин през историята на Вселената?“
Изследователите погледнаха относителното количество мощност, излизаща от рентгенови лъчи, в сравнение с други дължини на вълната и откриха, че това съотношение не се променя за 13 милиарда години. Те разгледаха рентгеновите спектри и установиха, че те също не се променят във времето.
„Въпреки огромните промени в пространствената плътност на задните дупки, отделните двигатели, захранващи активни галактически ядра, са забележително стабилни“, казва Бранд.
Бранд вярва, че Чандра би могла да наблюдава дълбокото поле Чандра-Север за по-дълъг период от време и да получи по-чувствителни, по-дълбоки данни. Това ще доведе до светлинни галактики, които в момента са затъмнени. Той също така ще събере повече рентгенови лъчи, позволявайки по-добри рентгенови спектрални и променливи анализи. С по-чувствителното сондиране изследователите откриват и все по-голям брой неактивни галактики като нашата собствена.
„Чандра работи добре вече шест години“, каза Бранд. „Няма причина Чандра и Нютон да не могат да продължат да наблюдават още 10 или повече години.“
Оригинален източник: PSU News Release
