כאשר הכוכבים המאסיביים ביותר מתים, הם קורסים ויוצרים כמה מהעצמים הצפופים ביותר הידועים ביקום: חורים שחורים. הם העצמים ה"אפלים" ביותר בקוסמוס, מכיוון שאפילו אור לא יכול להימלט מכוח הכבידה החזק להפליא שלהם.
בגלל זה, אי אפשר לצלם ישירות חורים שחורים, מה שהופך אותם למסתוריים ודי מביכים. אבל שלנו מחקר חדש בדק דרך לזהות כמה מהחורים השחורים הרעבים מכולם, מה שמקל למצוא אותם קבורים עמוק בלבבות של גלקסיות רחוקות.
למרות השם, לא כולם חורים שחורים הם שחורים. בעוד שחורים שחורים מגיעים בגדלים רבים ושונים, הגדולים שבהם נמצאים במרכזי הגלקסיות, ועדיין גדלים בגודלם.
החורים השחורים ה"סופר-מאסיביים" הללו יכולים להיות בעלי מסה של עד a מיליארד שמשות. החור השחור במרכז גלקסיית שביל החלב שלנו - הנקרא מזל קשת A*, שתגליתו קיבלה את 2020 בפרס נובל בפיזיקה- הוא די רגוע. אבל זה לא המקרה לכל החורים השחורים הסופר-מאסיביים.
אם חומר כמו גז, אבק או כוכבים מתקרב מדי לחור שחור, הוא נשאב פנימה על ידי כוח הכבידה העצום. כאשר הוא נופל לכיוון החור השחור, הוא מתחמם והופך בהיר להפליא.
האור המופק מ"חורים שחורים עזים" אלה יכול להשתרע על כל הספקטרום האלקטרומגנטי, מקרני רנטגן ועד גלי רדיו. שם אחר לבהיר חורים שחורים במרכז הגלקסיות נמצא "גרעינים גלקטיים פעילים", או AGN. הם יכולים לזרוח טריליוני פעמים בהירים יותר מהשמש, ולפעמים יכולים אפילו להאדיר את כל הכוכבים בגלקסיה שלה.
החורים השחורים הבהירים ביותר
כמה AGN פולטת באלימות חומר באמצעות סילון, שעובר מיליוני קילומטרים בחלל וניתן לראותו באמצעות טלסקופים רדיו. אחרים מייצרים "רוחות" במרכז הגלקסיה, המסוגלות לדחוף כל גז (הדלק הדרוש להיווצרות כוכבים) אל מחוץ לגלקסיה.
עם כוחות הרסניים כאלה באמצע גלקסיה, אסטרונומים בטוחים שיש לכך השפעה גדולה על הגלקסיה עצמה. אנחנו יודעים שרוב הגלקסיות הן לאט כיבוי תהליכי היווצרות הכוכבים שלהם, ו-AGN עשוי להיות אחד האשמים.
לכן AGN לא רק יכול לעזור לנו להבין טוב יותר חורים שחורים חמקמקים, אלא גם לימודם מלמד אותנו על הגלקסיות עצמן.
מציאת חורים שחורים בהירים
תלוי כמה חור שחור "אוכל", באיזו גלקסיה הוא נמצא ובזווית שממנה אנו יכולים לראות אותו, AGN יכול להיראות שונה מאוד זה מזה. אפילו כאשר מסתכלים על אותה גלקסיה, אסטרונום אחד עם טלסקופ רנטגן עשוי לראות אותה זוהרת ולגלות AGN, בעוד שאסטרונום אחר המשתמש בטלסקופ רדיו עלול לא לראות דבר אם ה-AGN לא ייצר סילונים שנראים ב- ספקטרום רדיו.
בגלל זה, חשבו שכולם הם עצמים שונים, אבל על ידי התבוננות באותם עצמים עם טלסקופים שונים, אסטרונומים גילו שיש להם קווי דמיון רבים, והבינו את היתרונות של שימוש ביותר מהספקטרום האלקטרומגנטי כדי למצוא אותם.
הבהירות היחסית של גלקסיה על פני חלקים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי נקראת "חלוקת האנרגיה הספקטרלית שלה". זה יכול לשמש כדי למדוד כמה כוכבים יש בגלקסיה, בני כמה הם, ממה הם עשויים וכמה אבק חוסם את האור.
במחקר שלנו, לאור in הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה, אנו מראים שניתן להשתמש בטכניקה זו גם כדי לזהות AGN. המשמעות היא שאנו יכולים כעת למדוד לא רק את המאפיינים וההיסטוריה של הכוכבים בגלקסיה, אלא גם את בהירות החור השחור המרכזי שלה.
זה לא דבר פשוט לעשות. ההבדל בין אור כוכבים לאור מ-AGN הוא עדין להפליא, כך שאפשר לבלבל כוכבים צעירים לחור שחור בוהק, ולהיפך.
באוסטרליה היו אסטרונומים באמצעות טלסקופים אוסטרליים ליצור מפות תלת ממדיות של גלקסיות בחלקים ספציפיים של השמים. מפות אלה מאפשרות לנו לסרוק מאות אלפי גלקסיות, המשתרעות על פני 3 מיליארד שנות היסטוריה, כדי לחפש AGN אפשרי.
על ידי יישום השיטה החדשה שלנו על 700,000 גלקסיות, זיהינו וכימתנו יותר מ-75,000 AGN כדי להתחיל להבין כיצד מספרם התפתח לאורך זמן וכיצד הם השפיעו על הגלקסיות המארחות שלהם. אסטרונומים חושבים שמספר ה-AGN ביקום קשור לכמות היווצרות הכוכבים, שאנו יודעים כי הייתה גבוהה כמעט פי עשרה לפני כ-10 מיליארד שנים. אבל עד שנוכל להיות בטוחים שזיהינו את כל ה-AGN לאורך הזמן הקוסמי בדגימות הגלקסיות שלנו, לא נדע בוודאות.
נכון לעכשיו, הקהילה האסטרונומית עדיין מתלבטת בלהט על טבעם של חורים שחורים פעילים. למרות שעדיין לא ענינו על השאלות הדרושות כדי להרגיע את הדיון, אנחנו צעד אחד קרוב יותר לאפשרות אמינה לזהות את העצמים המרתקים האלה בתוך גלקסיות. וזה צעד חשוב לשפוך יותר אור על המסתורין של חורים שחורים.
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
תמונת אשראי: NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., CC BY-SA
