X-ray snímka Chandra Deep Field-North. Obrazový kredit: NASA / PSU Kliknite pre zväčšenie
Údaje z prieskumov rôntgenových observatórií ukazujú, že čierne diery sú oveľa početnejšie a vyvíjajú sa inak, než by vedci očakávali.
"Chceli sme sčítanie všetkých čiernych dier a chceli sme vedieť, aké sú," povedal Niel Brandt, profesor astronómie a astrofyziky. "Chceli sme tiež zmerať, ako čierne diery narástli v priebehu histórie vesmíru."
Brandt a ďalší vedci to urobili práve tým, že sa pozreli na oblak oblohy na severnej pologuli nazývaný Chandra Deep Field-North, pomocou rentgenového observatória Chandra NASA a podobného miesta na južnej pologuli nazývaného Extended Chandra Deep Field-South. , Prieskumy sa uskutočňujú aj v iných častiach oblohy pomocou Chandry a röntgenovej viacnásobnej zrkadlovej misie Európskej vesmírnej agentúry v Newtone.
Vedci sa zamerali na emisie röntgenového žiarenia, pretože oblasti okolo čiernych dier vyžarujú röntgenové žiarenie a viditeľné svetlo. Prenikavý charakter röntgenového žiarenia poskytuje priamy spôsob identifikácie čiernych dier. Použitie röntgenových lúčov tiež umožňuje astronómom určiť čierne diery v centrách galaxií bez toho, aby ich signál vyplavilo viditeľné svetlo pochádzajúce z hviezd galaxie. Brandt povedal účastníkom výročného zasadnutia Americkej asociácie pre rozvoj vedy v Louis, Mo. 17. februára. Čierne diery, ktoré študovali, boli tie, ktoré sa nachádzajú v strede galaxií a aktívne emitujú röntgenové lúče, preto sa nazývajú aktívne galaktické jadrá.
"V centrách masívnych galaxií nachádzame aktívne super masívne čierne diery," uviedol Brandt. „Naša galaxia má tiež v centre svoju čiernu dieru, ktorá meria 2,6 milióna slnečných hmôt. Naša čierna diera dnes nie je aktívna, ale predpokladáme, že bola aktívna v minulosti. “
Tieto hlboké, extragalaktické röntgenové prieskumy sa zameriavali na starostlivo vybrané oblasti oblohy, ktoré väčšinou neobsahujú nič, čo by mohlo interferovať s získavaním röntgenových údajov. Chandra sa pozrel na Chandra Deep Field-North - oblasť oblohy, ktorá má dve tretiny veľkosti úplňku - po dobu 23 dní počas dvojročného obdobia. Vedci zistili asi 600 röntgenových zdrojov. Po porovnaní röntgenových snímok s optickými obrazmi presne toho istého plátna oblohy, ktoré nasnímal Hubbleov vesmírny teleskop, takmer všetkých 600 bodových zdrojov zodpovedalo optickým galaxiám, čo naznačuje, že čierne diery, ktoré boli zdrojmi röntgenového podpisu, boli v centrá galaxií.
„Röntgenový astronóm sa pri identifikácii týchto aktívnych galaktických jadier darí lepšie ako ktokoľvek iný,“ uviedol Brandt. "Po dlhšom čase by sme mohli robiť ešte lepšie, ísť hlbšie."
Vedci zistili, že super masívne čierne diery sú početnejšie, ako sme očakávali. Zistili tiež, že čierne diery sa vyvíjali inak, ako astronómovia očakávali pred prácou v Chandre. Po extrapolácii zo 600 čiernych dier, ktoré našla spoločnosť Chandra, Brandt naznačuje, že na celej oblohe je asi 300 miliónov super masívnych čiernych dier.
Existencia toľkých čiernych dier potvrdila, že to, čo sa kedysi považovalo za skutočne rozptýlené kozmické röntgenové žiarenie na pozadí, v skutočnosti pochádza z bodových zdrojov.
V šesťdesiatych rokoch objavili astronómovia v galaktických centrách kvázary, veľmi vzdialené a vysoko svetelné čierne diery. Intenzívne sa študovali kvázary, pôvodne nazývané kvázi-hviezdicové rádiové zdroje. Vedci si čoskoro uvedomili, že iba niektoré z týchto objektov boli rádioaktívne žiariče a že sa tvorili na začiatku dejín vesmíru.
"Kvazary sú veľkolepé, ale nepredstavujú typické aktívne galaktické jadrá," uviedol Brandt. "Teraz pomocou Chandry a ďalších röntgenových observatórií môžeme nájsť a študovať stredne jasnú, typickú aktívnu galaktickú jadru vo vzdialenom vysokorýchlostnom vesmíre."
Kvazary a aktívne galaktické jadrá so strednou svietivosťou sa tiež vyvíjali odlišne. Kvazary sú javom mladých galaxií, zatiaľ čo aktívne galaktické jadrá s miernou svietivosťou vrcholili neskôr v kozmickom čase.
"Chceli by sme vedieť, či sa aktívne galaktické jadrá menia počas kozmického času," povedal Brandt. "Živia sa čierne diery rovnakým spôsobom v priebehu histórie vesmíru?"
Vedci skúmali relatívne množstvo energie vychádzajúcej z röntgenového žiarenia v porovnaní s inými vlnovými dĺžkami a zistili, že tento pomer sa za 13 miliárd rokov nemení. Pozreli sa na röntgenové spektrá a zistili, že sa časom tiež nezmenili.
"Napriek obrovským zmenám v priestorovej hustote zadných otvorov sú jednotlivé motory poháňajúce aktívne galaktické jadrá pozoruhodne stabilné," uviedol Brandt.
Brandt verí, že Chandra mohla pozorovať Chandra Deep Field-North po dlhšiu dobu a získať citlivejšie a hlbšie údaje. To by priviedlo na svetlo galaxie, ktoré sú v súčasnosti skryté. Zhromaždil by tiež viac röntgenových lúčov, čo by umožnilo lepšie röntgenové spektrálne a variabilné analýzy. S citlivejšou sondou vedci tiež zisťujú rastúci počet neaktívnych galaxií, ako sú tie naše.
"Chandra funguje dobre už šesť rokov," povedal Brandt. "Neexistuje žiadny dôvod, prečo Chandra a Newton nemôžu pokračovať v pozorovaní ďalších 10 alebo viac rokov."
Pôvodný zdroj: PSU News Release
