RTG snímek Chandra Deep Field-North. Obrazový kredit: NASA / PSU Klikněte pro zvětšení
Data z rentgenových průzkumů ukazují, že černé díry jsou mnohem početnější a vyvíjely se jinak, než by vědci očekávali, podle astronoma Penn State.
"Chtěli jsme sčítání všech černých děr a chtěli jsme vědět, jaké jsou," řekl Niel Brandt, profesor astronomie a astrofyziky. "Chtěli jsme také měřit, jak černé díry vyrostly v historii vesmíru."
Brandt a další vědci to udělali právě tím, že se podívali na skvrnu oblohy na severní polokouli zvanou Chandra Deep Field-North, pomocí rentgenové observatoře Chandra NASA a podobné skvrny na jižní polokouli zvané Extended Chandra Deep Field-South . Průzkumy se také provádějí v jiných částech oblohy za použití Chandry a rentgenové multi-zrcadlové mise Evropské vesmírné agentury v Newtonu.
Vědci se zaměřili na rentgenové emise, protože oblasti kolem černých děr emitují rentgenové i viditelné světlo. Průnik rentgenového záření poskytuje přímý způsob identifikace černých děr. Použití rentgenového záření také umožňuje astronomům určit černé díry ve středu galaxií, aniž by jejich signál byl vyplaven viditelným světlem přicházejícím z hvězd galaxie, řekl Brandt účastníkům každoročního zasedání americké asociace pro pokrok vědy Louis, Mo. 17. února. Černé díry, které studovali, byly ty, které sídlí ve středu galaxií a aktivně emitují rentgenové paprsky, proto se nazývají aktivní galaktická jádra.
"Nacházíme aktivní super masivní černé díry ve středu masivních galaxií," řekl Brandt. „Naše galaxie má také ve středu černou díru, která měří 2,6 milionu solárních hmot. Naše černá díra dnes není aktivní, ale předpokládáme, že byla aktivní v minulosti. “
Tyto hluboké, extragalaktické rentgenové průzkumy se zaměřily na pečlivě vybrané skvrny oblohy, které většinou neobsahují nic, co by mohlo rušit získávání rentgenových dat. Chandra se díval na Chandra Deep Field-North - oblast oblohy dvě třetiny velikosti úplňku - po dobu 23 dnů po dobu dvou let. Vědci zjistili asi 600 rentgenových zdrojů. Po porovnání rentgenových snímků s optickými obrazy přesně stejného plátna oblohy pořízeného Hubbleovým vesmírným dalekohledem téměř všech 600 bodových zdrojů odpovídalo optickým galaxiím, což naznačuje, že černé díry, které byly zdrojem rentgenového podpisu, byly v centra galaxií.
"X-ray astronomové se daří lépe než kdokoli jiný asi desetkrát, při identifikaci těchto aktivních galaktických jader" řekl Brandt. "S více času bychom mohli dělat ještě lépe, jít ještě hlouběji."
Výzkumníci zjistili, že super masivní černé díry jsou početnější, než jsme očekávali. Zjistili také, že černé díry se vyvinuly jinak, než astronomové očekávali před prací v Chandře. Na základě 600 černých děr, které našla Chandra, Brandt navrhuje, že na celé obloze je asi 300 milionů super masivních černých děr.
Existence tolika černých děr potvrdila, že to, co bylo kdysi považováno za skutečně rozptýlené kosmické rentgenové pozadí, skutečně pochází z bodových zdrojů.
V šedesátých letech objevili astronomové v galaktických centrech kvazary, velmi vzdálené, velmi světelné černé díry. Kvazary, původně nazývané kvazi-hvězdné rádiové zdroje, byly intenzivně studovány. Vědci si brzy uvědomili, že pouze některé z těchto objektů jsou radiovými vysílači a že se utvářejí na počátku dějin vesmíru.
"Zatímco kvazary jsou velkolepé, nepředstavují typické aktivní galaktická jádra," řekl Brandt. "Nyní pomocí Chandry a dalších rentgenových observatoří můžeme najít a studovat středně jasnou typickou aktivní galaktická jádra ve vzdáleném vesmíru s vysokým rudým posunem."
Kvazary a galaktická jádra se středním jasem se také vyvíjely odlišně. Kvazary jsou fenoménem mladých galaxií, zatímco aktivní galaktická jádra s mírnou svítivostí dosáhla vrcholu v kosmickém čase.
"Chtěli bychom vědět, jestli se aktivní galaktická jádra mění během kosmického času," řekl Brandt. "Naplňují a rostou černé díry v historii vesmíru?"
Vědci se podívali na relativní množství energie vycházející z rentgenového záření ve srovnání s jinými vlnovými délkami a zjistili, že se tento poměr nemění po dobu 13 miliard let. Podívali se na rentgenová spektra a zjistili, že se také časem nemění.
"Navzdory obrovským změnám v hustotě prostoru zadních děr jsou jednotlivé motory pohánějící aktivní galaktická jádra pozoruhodně stabilní," řekl Brandt.
Brandt věří, že Chandra mohla pozorovat Chandra Deep Field-North po delší dobu a získat citlivější a hlubší údaje. To by přineslo na světelné galaxie, které jsou v současnosti skryté. Rovněž by shromáždilo více rentgenových paprsků, což umožní lepší rentgenovou spektrální analýzu a analýzu variability. S citlivější sondou vědci také detekují rostoucí počet neaktivních galaxií, jako jsou ty naše.
"Chandra teď dobře funguje šest let," řekl Brandt. "Neexistuje žádný důvod, proč Chandra a Newton nemohou pokračovat v pozorování dalších 10 nebo více let."
Původní zdroj: PSU News Release
