Rentgenska slika Chandra globokega polja-sever. Kreditna slika: NASA / PSU Klikni za povečavo
Podatki iz rentgenskih opazovalnih opazovalnic kažejo, da so črne luknje veliko številčnejše in so se razvile drugače, kot bi raziskovalci pričakovali, poroča astronom Penn State.
"Želeli smo popis vseh črnih lukenj in želeli smo vedeti, kakšne so," je dejala Niel Brandt, profesorica astronomije in astrofizike. "Želeli smo tudi izmeriti, kako so v zgodovini vesolja zrasle črne luknje."
Brandt in drugi raziskovalci so to storili tako, da so si ogledali obliž neba na severni polobli, imenovani Chandra Globoko polje-sever, z uporabo Nasinega rentgenskega observatorija Chandra in podobnega obliža na južni polobli, imenovanega razširjeno globoko polje Chandra-jug . Raziskave se izvajajo tudi na drugih delih neba s pomočjo Chandra in rendgenske misije z več zrcaljenji Newtona pri Evropski vesoljski agenciji.
Raziskovalci so si ogledali rentgenske žarke, ker območja okoli črnih lukenj oddajajo rentgenske žarke in tudi vidno svetlobo. Prodorna narava rentgenskih žarkov zagotavlja neposreden način prepoznavanja črnih lukenj. Uporaba rentgenskih žarkov omogoča tudi astronomom, da natančno določijo črne luknje v središčih galaksij, ne da bi njihov signal izpraznila vidna svetloba, ki prihaja od zvezd galaksije, je Brandt povedal udeležencem letnega srečanja Ameriškega združenja za napredek znanosti v St. Louis, MO, 17. februarja. Črne luknje, ki so jih preučevali, so tiste, ki prebivajo v središčih galaksij in aktivno oddajajo rentgenske žarke, zato jih imenujemo aktivna galaktična jedra.
"V središčih ogromnih galaksij najdemo aktivne super masivne črne luknje," je dejal Brandt. »Naša galaksija ima tudi svojo črno luknjo v središču, ki meri 2,6 milijona sončnih mas. Naša črna luknja danes ni aktivna, vendar domnevamo, da je bila dejavna v preteklosti. "
Te globoke, ekstragalaktične rentgenske raziskave so preučile skrbno izbrane obliže neba, ki so v veliki meri brez vsega, kar bi lahko oviralo pridobivanje rentgenskih podatkov. Chandra je pogledal globoko polje Chandra-sever - območje neba, dve tretjini velikosti polne Lune - v obdobju dveh let v obdobju 23 dni. Raziskovalci so odkrili približno 600 rentgenskih virov. Potem ko smo primerjali rentgenske slike z optičnimi slikami popolnoma istega kosa neba, ki ga je posnel Hubble vesoljski teleskop, je skoraj vseh 600 točkovnih virov ustrezalo optičnim galaksijam, kar kaže, da so bile črne luknje, ki so bile vir za podpis rentgenskih žarkov, v središča galaksij.
"Rentgenski astronomi pri prepoznavanju teh aktivnih galaktičnih jeder delujejo boljše kot kdorkoli drug," je dejal Brandt. "Z več časa bi lahko naredili še boljše, še globlje."
Raziskovalci so ugotovili, da so super masivne črne luknje številčnejše, kot smo morda pričakovali. Ugotovili so tudi, da so se črne luknje razvile drugače, kot so astronomi pričakovali pred delom Chandra. Z ekstrapolacijo iz 600 črnih lukenj, ki jih je našla Chandra, Brandt namiguje, da je na celem nebu približno 300 milijonov super masivnih črnih lukenj.
Obstoj toliko črnih lukenj je potrdil, da tisto, kar je nekoč veljalo za resnično razpršeno kozmično sevanje ozadja, dejansko prihaja iz točkovnih virov.
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so astronomi v galaktičnih središčih odkrili kvazare, zelo oddaljene, zelo svetleče črne luknje. Kvazi, ki so jih sprva imenovali kvazizvezdni radijski viri, so intenzivno preučevali. Raziskovalci so kmalu spoznali, da so le nekateri od teh predmetov radijski oddajniki in da so nastali zgodaj v zgodovini vesolja.
"Čeprav so kvazarji spektakularni, niso reprezentativni za značilna aktivna galaktična jedra," je dejal Brandt. "Zdaj lahko s pomočjo Chandra in drugih rentgenskih opazovalnic najdemo in preučujemo zmerno svetilnost, tipična aktivna galaktična jedra v oddaljenem vesolju z zelo rdečimi premiki."
Različno so se razvili tudi kvazarji in galaktična jedra z zmerno svetilnostjo. Kvazarji so pojav mladih galaksij, medtem ko so zmerna svetilnost aktivna galaktična jedra dosegla vrhunec pozneje v kozmičnem času.
"Želeli bi vedeti, ali se aktivna galaktična jedra v kozmičnem času spreminjajo," je dejal Brandt. "Ali se črne luknje hranijo in rastejo na enak način skozi zgodovino vesolja?"
Raziskovalci so pogledali relativno količino moči, ki se pojavi pri rentgenskih žarkih v primerjavi z drugimi valovnimi dolžinami, in ugotovili, da se to razmerje v 13 milijard letih ne spreminja. Ogledali so si rentgenske spektre in ugotovili, da se ti tudi skozi čas ne spreminjajo.
"Kljub ogromnim spremembam prostorske gostote zadnjih lukenj so posamezni motorji, ki poganjajo aktivna galaktična jedra, izjemno stabilni," je dejal Brandt.
Brandt verjame, da bi Chandra lahko daljše obdobje opazovala globoko polje Chandra-sever in pridobivala občutljivejše, globlje podatke. Tako bi se pokazale galaksije, ki so trenutno zakrite. Zbralo bi se tudi več rentgenskih žarkov, ki omogočajo boljše spektralne analize in analize variabilnosti rentgenskih žarkov. Z občutljivejšim sondiranjem raziskovalci zaznavajo tudi vse večje število neaktivnih galaksij, kot je naša.
"Chandra že šest let dobro deluje," je dejal Brandt. "Ni razloga, da Chandra in Newton ne moreta opazovati nadaljnjih 10 ali več let."
Izvirni vir: PSU News Release
