Кілька телескопів NASA нещодавно допомогли науковцям дослідити надмасивні чорні діри, котрі в мільярди разів важчі за Сонце. Нове дослідження унікальне тим, що дозволило однаково ефективно виявляти чорні діри, приховані за густими хмарами газу і пилу, та ті, що відкриті для спостережень.
Астрономи вважають, що майже кожна велика галактика у Всесвіті має надмасивну чорну діру у своєму центрі. Однак підтвердити це непросто, оскільки неможливо безпосередньо порахувати всі існуючі чорні діри. Вчені змушені екстраполювати дані з менших вибірок. Точне визначення співвідношення прихованих і відкритих чорних дір допомагає оцінити їхню загальну кількість.
Дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal, показало, що близько 35% надмасивних чорних дір сильно затемнені. Це означає, що хмари газу і пилу блокують навіть низькоенергетичне рентгенівське випромінювання. Раніше вважалося, що таких об’єктів менш ніж 15%. Моделі росту галактик припускають, що співвідношення має бути ближчим до 50/50. Якщо ця розбіжність залишиться, науковцям доведеться переглянути свої уявлення про роль чорних дір у формуванні галактик.
Приховані чорні діри
Чорні діри за своєю природою не випромінюють світло, але вони можуть бути найяскравішими об’єктами у Всесвіті. Коли газ обертається навколо надмасивної чорної діри, гравітація створює тертя, яке нагріває газ до сотень тисяч градусів, що робить його яскравішим за всі зорі в галактиці. Хмари газу і пилу, які оточують диск, мають форму тора. Якщо дивитися на нього збоку, диск затемнений.
Більшість телескопів можуть виявляти відкриті чорні діри, але не приховані. Однак інфрачервоні телескопи, як-от супутник NASA IRAS, можуть бачити випромінювання, яке тор випускає в інфрачервоному діапазоні. IRAS працював у 1983 році, знімаючи все небо, і виявив сотні потенційних прихованих чорних дір.
Щоб підтвердити наявність сильно затемнених чорних дір, дослідники покладалися на NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), рентгенівську обсерваторію NASA JPL. Рентгенівські промені нижчих енергій поглинаються навколишніми хмарами газу і пилу, в той час як рентгенівські промені вищих енергій, що їх спостерігає NuSTAR, можуть проникати та розсіюватися від хмар. Виявлення цих рентгенівських променів може зайняти багато часу, тому вченим, які працюють з NuSTAR, спочатку потрібен телескоп на кшталт IRAS, який підкаже, де саме шукати.
Чому це важливо
Визначення співвідношення прихованих і відкритих чорних дір дає змогу зрозуміти, як вони розвиваються та зростають. Якщо чорні діри поглинають матеріал, то значна їхня частина має бути оточена густими хмарами. Дослідження підтверджує цю гіпотезу.
Чорні діри також впливають на галактики, у яких вони розташовані. Поглинаючи матеріал, вони можуть викидати його назад, що сповільнює темпи зореутворення. «Без чорних дір галактики були б значно більшими», — зазначає Пошак Ганді, професор астрофізики із Саутгемптонського університету у Великій Британії та співавтор дослідження.
Наприклад, у Чумацькому Шляху без надмасивної чорної діри могло б бути набагато більше світил, що ілюструє їхній вплив на еволюцію галактик.
Раніше ми повідомляли про те, як була виявлена чорна діра у стані «дрімоти».
За матеріалами phys.org
