Jotkut mustat aukot ovat kaikkea muuta kuin mustia – ja tutkijat löysivät 75,000 XNUMX kirkkainta

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Kun massiivisimmat tähdet kuolevat, ne romahtavat muodostaen joitain maailmankaikkeuden tiheimpiä tunnettuja esineitä: mustat aukot. Ne ovat kosmoksen "tummimpia" esineitä, koska edes valo ei pääse pakoon niiden uskomattoman voimakasta painovoimaa.

Tämän vuoksi on mahdotonta kuvata suoraan mustia aukkoja, mikä tekee niistä salaperäisiä ja melko hämmentäviä. Mutta meidän uutta tutkimusta on tietestannut tavan havaita joitain kaikista ahneimmista mustista aukoista, mikä helpottaa niiden löytämistä syvälle kaukaisten galaksien sydämiin.

Nimestä huolimatta, eivät kaikki mustat aukot ovat mustia. Vaikka mustia aukkoja on useita eri kokoisia, suurimmat ovat galaksien keskuksissa, ja niiden koko kasvaa edelleen.

Näiden "supermassiivisten" mustien aukkojen massa voi olla jopa a miljardia aurinkoa. Musta aukko oman Linnunrata-galaksimme keskellä – nimeltään Jousimies A*, jonka löytö sai Fysiikan Nobel-palkinto 2020- on melko rauhallinen. Mutta näin ei ole kaikkien supermassiivisten mustien aukkojen kohdalla.

Jos materiaali, kuten kaasu, pöly tai tähdet, joutuu liian lähelle mustaa aukkoa, se imeytyy valtavan painovoiman vaikutuksesta. Kun se putoaa kohti mustaa aukkoa, se lämpenee ja tulee uskomattoman kirkkaaksi.

Näiden "kirkkaiden mustien aukkojen" tuottama valo voi kattaa koko sähkömagneettisen spektrin röntgensäteistä radioaalloille. Toinen nimi kirkkaalle mustat aukot galaksien keskellä on "aktiiviset galaktiset ytimet" tai AGN. Ne voivat loistaa biljoonia kertoja kirkkaammin kuin aurinko ja joskus jopa ylittää kaikki galaksin tähdet.

Kirkkaimmat mustat aukot

jotkut AGN sylki rajusti ainetta suihkun kautta, joka kulkee miljoonia kilometrejä avaruuden halki ja voidaan nähdä radioteleskooppien avulla. Toiset tuottavat "tuulia" galaksin keskustassa, jotka pystyvät työntämään minkä tahansa kaasun (tähtien muodostumiseen tarvittavan polttoaineen) ulos galaksista.

Tällaisten tuhoavien voimien ollessa keskellä galaksia tähtitieteilijät ovat varmoja, että tällä täytyy olla suuri vaikutus itse galaksiin. Tiedämme, että useimmat galaksit ovat hitaita sammuttamalla niiden tähtienmuodostusprosessit, ja AGN saattaa olla yksi syyllisistä.

AGN ei siksi voi vain auttaa meitä ymmärtämään vaikeasti havaittavia mustia aukkoja, vaan niiden tutkiminen opettaa meille myös itse galakseista.

Kirkkaiden mustien reikien löytäminen

Riippuen siitä, kuinka paljon musta aukko "syö", missä galaksissa se on ja kulmasta, josta voimme nähdä sen, AGN voi näyttää hyvin erilaisilta keskenään. Jopa katsoessaan samaa galaksia, yksi tähtitieteilijä röntgenteleskoopilla saattaa nähdä sen hehkuvan ja löytää AGN:n, kun taas toinen radioteleskooppia käyttävä tähtitieteilijä ei ehkä näe mitään, jos AGN ei tuota suihkuja, jotka näkyvät galaksissa. radiospektri.

Tämän vuoksi niiden ajateltiin olevan erilaisia, mutta tarkastelemalla samoja objekteja eri kaukoputkella tähtitieteilijät havaitsivat, että niillä oli monia yhtäläisyyksiä, ja he ymmärsivät hyödyt, joita saadaan käyttämällä enemmän sähkömagneettista spektriä niiden löytämiseen.

Galaksin suhteellista kirkkautta sähkömagneettisen spektrin eri osissa kutsutaan sen "spektrienergian jakautumiseksi". Tällä voidaan mitata kuinka monta tähteä galaksissa on, kuinka vanhoja ne ovat, mistä ne on tehty ja kuinka paljon pölyä peittää valon.

Tutkimuksessamme julkaistu in Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta, näytämme, että tätä tekniikkaa voidaan käyttää myös AGN:n havaitsemiseen. Tämä tarkoittaa, että voimme nyt mitata galaksin tähtien ominaisuuksien ja historian lisäksi myös sen keskeisen mustan aukon kirkkautta.

Se ei ole yksinkertainen asia. Ero tähtien valon ja AGN:n valon välillä on uskomattoman hienovarainen, joten on mahdollista sekoittaa nuoret tähdet kirkkaaksi mustaksi aukoksi ja päinvastoin.

Australiassa tähtitieteilijät ovat olleet Australian kaukoputkien avulla tehdä 3D-karttoja galakseista tietyissä taivaan paikoissa. Näiden karttojen avulla voimme tutkia satoja tuhansia galakseja, jotka kattavat 11 miljardin vuoden historian mahdollisen AGN:n löytämiseksi.

Soveltamalla uutta menetelmäämme 700,000 75,000 galaksiin tunnistimme ja määritimme yli 10 XNUMX AGN:ää, jotta voimme ymmärtää, kuinka niiden lukumäärä on kehittynyt ajan myötä ja kuinka ne ovat vaikuttaneet isäntägalakseihinsa. Tähtitieteilijät uskovat, että AGN:n määrä universumissa liittyy tähtien muodostumisen määrään, jonka tiedämme olevan lähes kymmenen kertaa suurempi noin XNUMX miljardia vuotta sitten. Mutta ennen kuin voimme olla varmoja, että olemme tunnistaneet galaksinäytteissämme kaikki kosmisen ajan AGN:t, emme tiedä varmasti.

Tällä hetkellä tähtitieteellinen yhteisö keskustelee edelleen intohimoisesti aktiivisten mustien aukkojen luonteesta. Vaikka emme ole vielä vastanneet kysymyksiin, joita tarvitaan keskustelun rauhoittamiseksi, olemme askeleen lähempänä, jotta voimme luotettavasti havaita nämä kiehtovat kohteet galakseissa. Ja se on tärkeä askel kohti mustien aukkojen mysteerin valaisemista.

Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Kuva pistetilanne: NASA/CXC/CfA/R.Kraft et ai., CC BY-SA