Chandra põhja-põhjavälja röntgenipilt. Pildikrediit: NASA / PSU Pilt suuremalt
Röntgenikiirguse vaatluskeskuste uuringute andmed näitavad, et Penn State'i astronoomi sõnul on mustaid auke palju rohkem ja need arenevad erinevalt, kui teadlased oleks võinud arvata.
"Tahtsime kõigi mustade aukude loendust ja tahtsime teada, millised need on," ütles astronoomia ja astrofüüsika professor Niel Brandt. "Tahtsime ka mõõta, kuidas mustad augud on Universumi ajaloo jooksul kasvanud."
Brandt ja teised teadlased on just seda teinud, vaadates põhjapoolkera taevalaiku, mida nimetatakse Chandra sügavaks väljaks-põhjaks, kasutades NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskust ja sarnast plaastrit lõunapoolkeral, mida nimetatakse laiendatud Chandra sügavväljaks-lõunaks. . Uuringuid viiakse läbi ka mujal taevas, kasutades nii Chandrat kui ka Euroopa Kosmoseagentuuri röntgenikiirguse mitme peegliga missiooni Newton.
Teadlased vaatasid röntgenkiirgust, kuna mustade aukude ümbritsevad alad kiirgavad nii röntgenkiirte kui ka nähtavat valgust. Röntgenkiirte läbitungiv olemus on otsene viis mustade aukude tuvastamiseks. Samuti võimaldab röntgenikiirgus astronoomidel täpselt tuvastada galaktikate keskpunktis olevad mustad augud, ilma et nende signaali saaks galaktika tähtedest tuleva nähtava valgusega pesta, rääkis Brandt kohalviibijatele Ameerika teaduse edendamise ühingu aastakoosolekul St. Louis, Mo. 17. veebruar 17. Uuritud mustad augud olid need, mis asuvad galaktikate keskpunktides ja kiirgavad aktiivselt röntgenikiirgust, seetõttu nimetatakse neid aktiivseteks galaktilisteks tuumadeks.
"Leiame massiivsete galaktikate keskpunktis aktiivseid ülimassiivseid musti auke," ütles Brandt. “Ka meie galaktika keskmes on oma must auk, mis mõõdab 2,6 miljonit päikese massi. Meie must auk pole täna aktiivne, kuid eeldame, et see oli varem aktiivne. ”
Need sügavad, ekstragalaktilised röntgenuuringud vajasid hoolikalt valitud taevalaike, mis on suures osas vabad kõigest, mis võiks röntgenikiirguse andmete saamist häirida. Chandra vaatas Chandra põhjapoolset põhjavälja - taeva pindala, mis on kaks kolmandikku täiskuu suurusest - ajavahemikuks 23 päeva kahe aasta jooksul. Teadlased tuvastasid umbes 600 röntgenikiirgusallikat. Pärast Hubble'i kosmoseteleskoobi tehtud röntgenipiltide ja täpselt sama taevakihi optiliste piltide võrdlust vastasid peaaegu kõik 600 punktiallikat optilistele galaktikatele, viidates sellele, et röntgenogrammi allikaks olevad mustad augud olid galaktikate keskused.
"Röntgenograafia astronoomidel läheb nende aktiivsete galaktiliste tuumade tuvastamisel paremini kui kõigil teistel kümme korda," ütles Brandt. "Mida rohkem aega saaksime veelgi paremini hakkama, läheksime veelgi sügavamale."
Teadlased leidsid, et ülimassiivseid mustaid auke on palju rohkem, kui arvata võisime. Samuti leidsid nad, et mustad augud arenesid teisiti, kui astronoomid eeldasid enne Chandra tööd. Ekstrapoleerides Chandra leitud 600 musta auku, soovitab Brandt, et kogu taevas on umbes 300 miljonit ülimassiivset musta auku.
Nii paljude mustade aukude olemasolu kinnitas, et see, mida kunagi arvati olevat tõeliselt hajus kosmilise röntgenkiirguse taustkiirgus, pärineb tegelikult punktallikatest.
1960-ndatel avastasid astronoomid galaktilistes keskustes kvaasid, väga kauged, väga helendavad mustad augud. Kvasaare, mida algselt kutsuti kvaasitähelisteks raadioallikateks, uuriti intensiivselt. Teadlased mõistsid peagi, et ainult mõned neist objektidest olid raadiosaatjad ja et need moodustusid universumi ajaloo alguses.
"Kuigi kvaasarid on suurejoonelised, ei esinda nad tüüpilisi aktiivseid galaktilisi tuumasid," ütles Brandt. "Nüüd saame Chandra ja teiste röntgenikiirguse vaatluskeskuste abil leida ja uurida mõõduka helendusega tüüpilisi aktiivseid galaktilisi tuumasid kauges kõrge punasekindlusega universumis."
Ka kvaasarid ja mõõduka helendusega aktiivsed galaktilised tuumad arenesid erinevalt. Kvaarid on noorte galaktikate nähtus, samal ajal kui mõõduka helendusega aktiivsed galaktilised tuumad saavutasid haripunkti hiljem kosmilises ajas.
"Tahaksime teada, kas aktiivsed galaktilised tuumad muutuvad kosmilise aja jooksul," ütles Brandt. "Kas mustad augud toituvad ja kasvavad universumi ajaloo jooksul samal viisil?"
Teadlased vaatasid röntgenikiirgusest väljuva energia suhtelist hulka võrreldes teiste lainepikkustega ja leidsid, et see suhe ei muutu 13 miljardi aasta jooksul. Nad vaatasid röntgenispektrit ja leidsid, et ka need ei muutunud aja jooksul.
"Vaatamata tagumiste aukude ruumitiheduse tohututele muutustele on galaktika aktiivseid tuumasid töötavad üksikud mootorid märkimisväärselt stabiilsed," ütles Brandt.
Brandt usub, et Chandra võiks jälgida Chandra põhjapoolset põhjaosa pikema aja jooksul ja saada tundlikumaid, sügavamaid andmeid. See tooks päevavalgust galaktikad, mis on praegu varjatud. Samuti koguks see rohkem röntgenikiirte, võimaldades paremaid röntgenikiirguse spektri- ja varieeruvuse analüüse. Tundlikuma sondeerimisega tuvastavad teadlased ka üha suuremat hulka mitteaktiivseid galaktikaid, nagu meie oma.
"Chandra on nüüd kuus aastat hästi töötanud," ütles Brandt. "Pole mingit põhjust, miks Chandra ja Newton ei saaks vaatlusi jätkata veel kümme või enam aastat."
Algne allikas: PSU uudisteväljaanne
