32
Используя несколько телескопов NASA, ученые нашли более точную оценку соотношения скрытых и видимых черных дыр, проливая таким образом больше света на загадочные структуры, лежащие в сердце большинства.
Поиски сверхмассивных черных дыр
Сверхмассивные черные дыры могут весить в миллиарды раз больше Солнца. Однако многие из этих космических гигантов скрыты за плотными облаками газа и пыли, поэтому их трудно обнаружить. Исследователи подсчитали, что в центре каждой большой галактики есть сверхмассивная чёрная дыра. Однако определить общую популяцию этих гигантов сложно. Ученые изучают меньшие выборки и экстраполируют на большую совокупность. Последнее исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, показало, что около 35% сверхмассивных черных дыр закрыты плотным газом и пылью, которые блокируют даже рентгеновский свет низкой энергии. Это контрастирует с предыдущими опросами, которые определяли менее 15% как неизвестные. Ученые считают, что настоящее соотношение может приближаться к 50/50, открытие, которое может изменить теории о том, как галактики и черные дыры растут вместе.
Яркие монстры в темноте
Сверхмассивные черные дыры совершенно темны, потому что ни один свет не может избежать их огромного гравитационного тяготения. Однако вращающееся вокруг черной дыры вещество интенсивно светится. Когда газ приближается к черной дыре по спирали, огромная гравитационная сила нагревает ее до очень высоких температур. Это заставляет газ сиять настолько ярко, что он может превзойти все звезды в галактике. Несмотря на такую яркость, свечение можно скрыть, если черную дыру окружить толстое кольцо газа и пыли под названием «тор». Тор напоминает пончик с ярким центром в его основе. Сможем ли мы увидеть черную дыру или нет, зависит от угла этого тора. Если смотреть прямо в отверстие баранки, то видны яркие излучения. Если мы видим его с ребра, то тор блокирует большую часть света, а это означает, что черная дыра скрыта.
Инфракрасные и рентгеновские телескопы
Чтобы изучить эти скрытые чёрные дыры, НАСА использовало данные, собранные в 1983 году инфракрасным астрономическим спутником (IRAS). IRAS обнаружил инфракрасный свет, излучающий нагретый газ в тори, даже когда самая черная дыра была затемнена. Телескоп NASA NuSTAR дополнил эти данные, обнаружив рентгеновские лучи высокой энергии, которые могут проникать через плотный газ и пыль. Объединение данных с обоих телескопов позволило ученым выявить и изучить скрытые черные дыры с гораздо большей точностью и предложило более четкое понимание этих космических гигантов.
Черные дыры и галактическая эволюция
Понимание скрытых сверхмассивных черных дыр помогает ученым понять, как эти объекты растут и влияют на их галактики. Сверхмассивные чёрные дыры потребляют огромное количество материала, но если они поглощают слишком много, они выбрасывают часть его обратно в галактику. Эти потоки могут угнетать образование звезд, рассеивая облака газа, необходимые для новых звезд.
«Если бы у нас не было черных дыр, галактики были бы гораздо больше», - отметил Пошак Ганди, соавтор исследования. «Без сверхмассивной черной дыры в Млечном Пути на небе могло быть гораздо больше звезд».
Инновации по астрономическим исследованиям
Это исследование демонстрирует длительную важность данных, собранных телескопами, даже спустя десятилетия после их начальной работы. Сочетая наблюдения по нескольким инструментам, работающим на разных длинах волн света, ученые могут обнаружить детали, которые один телескоп может пропустить.
«Меня удивляет, насколько IRAS и NuSTAR были полезны для этого проекта, особенно, несмотря на то, что IRAS работала более 40 лет назад», — сказал ведущий автор исследования Питер Бурман из Калифорнийского технологического института.
IRAS предоставил важные инфракрасные данные, а более современный телескоп NuSTAR добавил дополнительные рентгеновские наблюдения. Вместе эти инструменты создали более полную картину скрытых сверхмассивных черных дыр. Это исследование касается не только обнаружения скрытых черных дыр; это свидетельство изобретательности и инноваций, побуждающих к астрономическим исследованиям. Используя эти инструменты и методы, ученые получают более глубокое понимание того, как скрытые черные дыры влияют на рост галактик и, наконец, на структуру Вселенной. Исследование опубликовано в Astrophysical Journal.
