Egyes fekete lyukak nem feketék – és a tudósok 75,000 XNUMX-et találtak a legfényesebbek közül

Amikor a legnagyobb tömegű csillagok meghalnak, összeomlanak, és a világegyetem legsűrűbb objektumai közé tartoznak: fekete lyukak. Ők a „legsötétebb” objektumok a kozmoszban, mivel még a fény sem tud kikerülni hihetetlenül erős gravitációjuk elől.

Emiatt lehetetlen közvetlenül leképezni a fekete lyukakat, ami titokzatossá és meglehetősen zavarba ejtővé teszi őket. De a miénk új kutatás közúton tesztelt egy módszert, amellyel felfedezheti a legfalánkabb fekete lyukakat, így könnyebben megtalálhatja őket a távoli galaxisok szívében.

A név ellenére nem minden fekete lyukak feketék. Míg a fekete lyukak sokféle méretűek, a legnagyobbak a galaxisok középpontjában találhatók, és még mindig növekszik.

Ezek a „szupermasszív” fekete lyukak tömege akár a milliárd nap. A Sagittarius A* nevű Tejútrendszerünk középpontjában lévő fekete lyuk, amelynek felfedezése 2020-as fizikai Nobel-díj- meglehetősen nyugodt. De ez nem minden szupermasszív fekete lyukra vonatkozik.

Ha olyan anyagok, mint a gáz, a por vagy a csillagok túl közel kerülnek a fekete lyukhoz, beszívja a hatalmas gravitációs erő. Ahogy a fekete lyuk felé esik, felmelegszik, és hihetetlenül fényes lesz.

Az ilyen „fényes fekete lyukak” által keltett fény a teljes elektromágneses spektrumot lefedi, a röntgensugárzástól a rádióhullámokig. A fényes másik neve fekete lyukak a galaxisok középpontjában „aktív galaktikus magok” vagy AGN találhatók. Több billiószor fényesebben tudnak ragyogni, mint a Nap, és néha még a galaxis összes csillagát is felülmúlják.

A legfényesebb fekete lyukak

Néhány Az AGN hevesen lövell ki anyagot egy sugárral, amely több millió kilométert utazik az űrben, és rádióteleszkópokkal is látható. Mások „szelet” termelnek a galaxis közepén, és képesek bármilyen gázt (a csillagok kialakulásához szükséges üzemanyagot) kiszorítani a galaxisból.

Ilyen pusztító erőkkel egy galaxis közepén a csillagászok biztosak abban, hogy ennek nagy hatással kell lennie magára a galaxisra. Tudjuk, hogy a legtöbb galaxis lassan csillagkeletkezési folyamataikat kikapcsolva, és az AGN lehet az egyik bűnös.

Az AGN tehát nemcsak abban segíthet, hogy jobban megértsük a megfoghatatlan fekete lyukakat, hanem tanulmányozásuk magukról a galaxisokról is megtanít bennünket.

Fényes fekete lyukak keresése

Attól függően, hogy egy fekete lyuk mennyit „eszik”, milyen galaxisban van, és milyen szögből láthatjuk, az AGN nagyon eltérően nézhet ki. Még akkor is, ha ugyanazt a galaxist nézi, egy röntgenteleszkóppal rendelkező csillagász láthatja felvillanását, és felfedezhet egy AGN-t, míg egy másik, rádióteleszkópot használó csillagász semmit sem lát, ha az AGN véletlenül nem hoz létre olyan fúvókákat, amelyek láthatók a galaxisban. rádióspektrum.

Emiatt azt hitték, hogy ezek mind különböző objektumok, de amikor ugyanazokat az objektumokat különböző távcsövekkel nézték meg, a csillagászok felfedezték, hogy sok hasonlóság van bennük, és rájöttek az elektromágneses spektrum nagyobb felhasználásának előnyeire.

Egy galaxis relatív fényességét az elektromágneses spektrum különböző részein „spektrális energiaeloszlásnak” nevezzük. Ezzel mérhető, hogy hány csillag van egy galaxisban, hány évesek, miből állnak, és mennyi por takarja el a fényt.

Kutatásunkban közzétett in A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítése, megmutatjuk, hogy ez a technika az AGN kimutatására is használható. Ez azt jelenti, hogy már nemcsak a galaxisban lévő csillagok tulajdonságait és történetét mérhetjük, hanem a központi fekete lyuk fényességét is.

Ez nem egyszerű dolog. A csillagfény és az AGN fénye közötti különbség hihetetlenül finom, így összetéveszthetők a fiatal csillagok egy fényes fekete lyukkal, és fordítva.

Ausztráliában csillagászok jártak ausztrál teleszkópok segítségével hogy 3D-s térképeket készítsenek galaxisokról az égbolt meghatározott foltjaiban. Ezek a térképek lehetővé teszik, hogy galaxisok százezreit vizsgáljuk meg, amelyek 11 milliárd éves történelmet ölelnek fel az esetleges AGN után.

Új módszerünket 700,000 75,000 galaxisra alkalmazva több mint 10 XNUMX AGN-t azonosítottunk és számszerűsítettünk, hogy megértsük, hogyan alakult a számuk az idők során, és hogyan hatottak a befogadó galaxisukra. A csillagászok úgy gondolják, hogy az AGN száma az univerzumban összefügg a csillagkeletkezés mennyiségével, amelyről tudjuk, hogy nagyjából XNUMX milliárd évvel ezelőtt majdnem tízszer magasabb volt. De amíg nem lehetünk biztosak abban, hogy a galaxismintáink kozmikus idő alatti összes AGN-jét azonosítottuk, addig nem tudjuk biztosan.

Jelenleg a csillagászati ​​közösség még mindig szenvedélyesen vitatkozik az aktív fekete lyukak természetéről. Bár még nem válaszoltunk a vita megnyugtatásához szükséges kérdésekre, egy lépéssel közelebb kerültünk ahhoz, hogy megbízhatóan észlelhessük ezeket a lenyűgöző objektumokat a galaxisokban. És ez egy fontos lépés a fekete lyukak rejtélyének további megvilágítása felé.

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

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

Forrás: https://singularityhub.com/2021/12/31/some-black-holes-are-anything-but-black-and-scientists-found-75000-of-the-brightest-ones/