Imaginea cu raze X a câmpului profund Chandra-nord. Credit imagine: NASA / PSU Faceți clic pentru a mări
Datele din sondajele observatorii cu raze X arată că găurile negre sunt mult mai numeroase și au evoluat diferit decât s-ar fi așteptat cercetătorii, potrivit unui astronom al statului Penn.
„Am dorit un recensământ cu toate găurile negre și am vrut să știm cum sunt”, a spus Niel Brandt, profesor de astronomie și astrofizică. „De asemenea, am vrut să măsurăm cum au crescut găurile negre de-a lungul istoriei Universului.”
Brandt și alți cercetători au făcut exact asta, privind o grămadă de cer în emisfera nordică numită Chandra Deep Field-North, folosind Observatorul cu raze X Chandra al NASA și un plasture similar în emisfera sudică numit Chandra Deep Field-South . De asemenea, sunt efectuate sondaje în alte părți ale cerului, folosind atât Chandra, cât și misiunea Agenției Spațiale Europene, cu misiune cu oglindă multiplă, Newton.
Cercetătorii au privit emisiile de raze X, deoarece zonele din jurul găurilor negre emit raze X, precum și lumină vizibilă. Natura penetrantă a razelor X oferă o modalitate directă de a identifica găurile negre. Utilizarea razelor X le permite, de asemenea, astronomilor să găsească găurile negre din centrele galaxiilor, fără ca semnalul lor să fie spălat de lumina vizibilă care vine de la stelele unei galaxii, Brandt le-a spus participanților la întâlnirea anuală a Asociației Americane pentru Avansarea Științei în Sf. Ludovic, 17 februarie. Gurile negre pe care le-au studiat au fost cele care se află în centrele galaxiilor și emit activ raze X, de aceea sunt numite nuclee galactice active.
„Găsim găuri negre super masive active în centrele galaxiilor masive”, a spus Brandt. „Galaxia noastră are, de asemenea, propria sa gaură neagră la centrul ei, care măsoară 2,6 milioane de mase solare. Gaura noastră neagră nu este activă astăzi, dar presupunem că a fost activă în trecut. ”
Aceste sondaje de raze X profunde, extragalactice, au privit petele de cer alese cu atenție, care sunt în mare parte lipsite de orice ar putea interfera cu obținerea datelor cu raze X. Chandra a privit Chandra Deep Field-North - o zonă a cerului cu două treimi din dimensiunea lunii pline - pentru o perioadă de 23 de zile pe o perioadă de doi ani. Cercetătorii au detectat aproximativ 600 de surse de raze X. După compararea imaginilor cu raze X cu imagini optice exact din aceeași felie de cer luate de Telescopul spațial Hubble, aproape toate sursele de 600 de puncte corespundeau galaxiilor optice, sugerând că găurile negre care erau surse pentru semnătura cu raze X erau în centrele galaxiilor.
„Astronomii cu raze X se descurcă mai bine decât oricine altcineva cu aproximativ un factor de zece, în identificarea acestor nuclee galactice active”, a spus Brandt. „Cu mai mult timp am putea face și mai bine, mergând și mai profund.”
Ceea ce au descoperit cercetătorii a fost că găurile negre super masive sunt mai numeroase decât ne-am fi putut aștepta. Ei au descoperit, de asemenea, că găurile negre au evoluat diferit față de astronomii așteptați înainte de lucrarea Chandra. Extrapolând din cele 600 de găuri negre găsite de Chandra, Brandt sugerează că există aproximativ 300 de milioane de găuri negre super masive pe întregul cer.
Existența atâtor găuri negre, a confirmat că ceea ce s-a crezut cândva a fi o radiație cosmică de fond cu raze X cu adevărat difuză, provine de fapt din surse punctuale.
În anii '60, astronomii au descoperit în centrele galactice cvasi, găuri negre foarte îndepărtate, foarte luminoase. Quasarele, denumite inițial surse radio quasi-stelare, au fost studiate intens. Cercetătorii au realizat curând că doar unele dintre aceste obiecte erau emițătoare de radio și că s-au format devreme în istoria Universului.
„În timp ce cvasarele sunt spectaculoase, acestea nu sunt reprezentative pentru nucleele galactice active tipice”, a spus Brandt. „Acum, folosind Chandra și alte observatorii cu raze X, putem găsi și studia luminozitatea moderată, nucleii galactici activi tipici din Universul îndepărtat, cu redshift ridicat.”
Quasarii și nucleii galactici activi cu luminozitate moderată au evoluat, de asemenea, diferit. Quasarii sunt un fenomen de galaxii tinere, în timp ce moderatele luminozități, nucleele galactice active au atins vârful mai târziu în timpul cosmic.
„Am dori să știm dacă nucleele galactice active se schimbă în timp cosmic”, a spus Brandt. „Găurile negre se hrănesc și cresc în același mod de-a lungul istoriei Universului?”
Cercetătorii au analizat cantitatea relativă de putere care iese în razele X în comparație cu alte lungimi de undă și au descoperit că acest raport nu se schimbă de-a lungul a 13 miliarde de ani. S-au uitat la spectrele de raze X și au descoperit că acestea nu s-au schimbat de-a lungul timpului.
„În ciuda schimbărilor enorme în densitatea spațială a găurilor din spate, motoarele individuale care alimentează nuclee galactice active sunt remarcabil de stabile”, a spus Brandt.
Brandt consideră că Chandra ar putea observa Chandra Deep Field-North pentru o perioadă mai lungă de timp și obține date mai sensibile și mai profunde. Acest lucru ar aduce la lumină galaxii care sunt în prezent obscure. De asemenea, s-ar aduna mai multe raze X care să permită analize de spectrală și variabilitate mai bune ale radiografiei. Cu o sondare mai sensibilă, cercetătorii detectează, de asemenea, un număr din ce în ce mai mare de galaxii inactive, ca ale noastre.
"Chandra a funcționat bine de șase ani acum", a spus Brandt. „Nu există niciun motiv pentru care Chandra și Newton nu pot continua să observe încă 10 ani sau mai mulți.”
Sursa originală: Comunicat de presă PSU
