Some Black Holes Are Anything But Black—and Scientists Found 75,000 Of The Brightest Ones

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Kui kõige massiivsemad tähed surevad, kukuvad nad kokku, moodustades universumis teadaolevaid kõige tihedamaid objekte: mustad augud. Need on kosmose "kõige tumedamad" objektid, kuna isegi valgus ei pääse nende uskumatult tugeva gravitatsiooni eest.

Seetõttu on musti auke võimatu otse pildistada, muutes need salapäraseks ja üsna segadusse ajavaks. Aga meie uued uuringud on maanteel katsetanud viisi, kuidas märgata kõige ahnemaid musti auke, muutes nende leidmise sügavale kaugete galaktikate südamesse.

Vaatamata nimele, mitte kõik mustad augud on mustad. Kuigi mustad augud on erineva suurusega, asuvad suurimad galaktikate keskpunktides ja nende suurus kasvab endiselt.

Nende "ülimassiivsete" mustade aukude mass võib olla kuni a miljard päikest. Must auk meie oma Linnutee galaktika keskmes – Ambur A*, mille avastus sai 2020i füüsika Nobeli preemia- on üsna rahulik. Kuid see ei kehti kõigi ülimassiivsete mustade aukude kohta.

Kui materjal, nagu gaas, tolm või tähed, satub mustale augule liiga lähedale, imeb see tohutu gravitatsioonijõu toimel endasse. Musta augu poole kukkudes see kuumeneb ja muutub uskumatult heledaks.

Nende "heledate mustade aukude" tekitatud valgus võib hõlmata kogu elektromagnetilist spektrit, alates röntgenikiirgusest kuni raadiolaineteni. Teine nimi helgetele mustad augud galaktikate keskmes on "aktiivsed galaktilised tuumad" või AGN. Nad võivad särada triljoneid kordi eredamalt kui päike ja võivad mõnikord isegi ületada kõik selle galaktika tähed.

Heledamad mustad augud

mõned AGN paiskas vägivaldselt ainet joa kaudu välja, mis läbib kosmose miljoneid kilomeetreid ja mida saab näha raadioteleskoopide abil. Teised toodavad galaktika keskmes "tuuli", mis suudavad galaktikast välja suruda mis tahes gaasi (tähtede tekkeks vajalikku kütust).

Selliste hävitavate jõududega galaktika keskel on astronoomid kindlad, et sellel peab olema suur mõju galaktikale endale. Teame, et enamik galaktikaid on aeglased nende tähetekke protsesside väljalülitamine, ja AGN võib olla üks süüdlasi.

Seetõttu ei saa AGN mitte ainult aidata meil raskesti tabamatuid musti auke paremini mõista, vaid nende uurimine õpetab meile ka galaktikate endi kohta.

Heledate mustade aukude leidmine

Sõltuvalt sellest, kui palju must auk "sööb", millises galaktikas see asub ja millise nurga alt seda näeme, võivad AGN-id üksteisest väga erinevad välja näha. Isegi sama galaktikat vaadates võib üks röntgenteleskoobiga astronoom näha seda hõõgumas ja avastada AGN-i, samas kui teine raadioteleskoopi kasutav astronoom ei pruugi midagi näha, kui AGN ei tekita juhuslikult galaktikas nähtavaid jugasid. raadiospekter.

Seetõttu arvati, et need on kõik erinevad objektid, kuid vaadeldes samu objekte erinevate teleskoopidega, avastasid astronoomid, et neil on palju sarnasusi ja mõistsid, et nende leidmiseks kasutatakse rohkem elektromagnetilist spektrit.

Galaktika suhtelist heledust elektromagnetilise spektri erinevates osades nimetatakse selle spektraalseks energiajaotuseks. Selle abil saab mõõta, mitu tähte on galaktikas, kui vanad nad on, millest nad on valmistatud ja kui palju tolmu valgust varjab.

Meie uuringus avaldatud in Kuningliku astronoomiaühingu igakuised teated, näitame, et seda tehnikat saab kasutada ka AGN tuvastamiseks. See tähendab, et saame nüüd mõõta mitte ainult galaktika tähtede omadusi ja ajalugu, vaid ka selle keskse musta augu heledust.

See ei ole lihtne asi. Erinevus tähevalguse ja AGN-i valguse vahel on uskumatult peen, nii et noori tähti on võimalik segamini ajada ereda musta auguga ja vastupidi.

Austraalias on astronoomid olnud kasutades Austraalia teleskoope galaktikate 3D-kaartide tegemiseks konkreetsetes taevalaikudes. Need kaardid võimaldavad meil võimaliku AGN-i leidmiseks uurida sadu tuhandeid galaktikaid, mis hõlmavad 11 miljardi aasta pikkust ajalugu.

Rakendades oma uut meetodit 700,000 75,000 galaktika puhul, tuvastasime ja kvantifitseerisime enam kui 10 XNUMX AGN-i, et hakata mõistma, kuidas nende arv on aja jooksul muutunud ja kuidas nad on mõjutanud nende peremeesgalaktikaid. Astronoomid arvavad, et AGN-i arv universumis on seotud tähtede moodustumise arvuga, mis meie teada oli ligikaudu XNUMX miljardit aastat tagasi peaaegu kümme korda suurem. Kuid kuni me ei saa olla kindlad, et oleme oma galaktikaproovides tuvastanud kogu kosmilise aja AGN-i, ei tea me seda kindlalt.

Praegu vaidleb astronoomiaringkond endiselt kirglikult aktiivsete mustade aukude olemuse üle. Kuigi me pole veel vastanud arutelude rahustamiseks vajalikele küsimustele, oleme ühe sammu lähemal sellele, et saaksime galaktikates neid põnevaid objekte usaldusväärselt märgata. Ja see on oluline samm mustade aukude müsteeriumi valgustamiseks.

See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.

Image Credit: NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., CC BY-SA