Noen svarte hull er alt annet enn svarte – og forskere fant 75,000 XNUMX av de lyseste

Publisert av Platon

Følgere: 0

Når de mest massive stjernene dør, kollapser de for å danne noen av de tetteste objektene som er kjent i universet: svarte hull. De er de "mørkeste" objektene i kosmos, siden ikke engang lys kan unnslippe deres utrolig sterke tyngdekraft.

På grunn av dette er det umulig å direkte avbilde svarte hull, noe som gjør dem mystiske og ganske forvirrende. Men vår ny forskning har testet en måte å oppdage noen av de mest glupske sorte hullene av alle, noe som gjør det lettere å finne dem begravet dypt i hjertene til fjerne galakser.

Til tross for navnet, ikke alle svarte hull er svarte. Mens sorte hull kommer i mange forskjellige størrelser, er de største i sentrum av galakser, og de vokser fortsatt i størrelse.

Disse "supermassive" sorte hullene kan ha en masse på opptil a milliarder soler. Det sorte hullet i sentrum av vår egen Melkevei-galakse – kalt Sagittarius A*, hvis oppdagelse fikk 2020 Nobelprisen i fysikk– er ganske rolig. Men det er ikke tilfellet for alle supermassive sorte hull.

Hvis materiale som gass, støv eller stjerner kommer for nærme et sort hull, blir det sugd inn av den enorme gravitasjonskraften. Når det faller mot det sorte hullet, varmes det opp og blir utrolig lyst.

Lyset som produseres av disse "lyse sorte hullene" kan spenne over hele det elektromagnetiske spekteret, fra røntgenstråler til radiobølger. Et annet navn for de lyse svarte hull i sentrum av galakser er "aktive galaktiske kjerner," eller AGN. De kan skinne billioner av ganger sterkere enn solen, og noen ganger kan de til og med overgå alle stjernene i galaksen.

De lyseste svarte hullene

Litt AGN spyr voldsomt ut materie via en jet, som reiser millioner av kilometer gjennom verdensrommet og kan sees av radioteleskoper. Andre produserer "vind" i sentrum av galaksen, som er i stand til å skyve all gass (drivstoffet som trengs for at stjerner skal dannes) ut av galaksen.

Med slike destruktive krefter midt i en galakse, er astronomer sikre på at dette må ha stor innvirkning på selve galaksen. Vi vet at de fleste galakser er sakte slå av stjernedannelsesprosessene deres, og AGN kan være en av synderne.

AGN kan derfor ikke bare hjelpe oss til å bedre forstå unnvikende sorte hull, men å studere dem lærer oss også om galakser i seg selv.

Finne lyse svarte hull

Avhengig av hvor mye et svart hull «spiser», hvilken galakse det befinner seg i, og vinkelen vi kan se det fra, kan AGN se veldig forskjellige ut. Selv når en ser på den samme galaksen, kan en astronom med et røntgenteleskop se den gløde og oppdage en AGN, mens en annen astronom som bruker et radioteleskop kanskje ikke ser noe hvis AGN ikke tilfeldigvis produserer jetfly som er synlige i radiospektrum.

På grunn av dette trodde man at de alle var forskjellige objekter, men ved å se på de samme objektene med forskjellige teleskoper oppdaget astronomer at de hadde mange likheter, og innså fordelene ved å bruke mer av det elektromagnetiske spekteret for å finne dem.

Den relative lysstyrken til en galakse over forskjellige deler av det elektromagnetiske spekteret kalles dens "spektrale energifordeling." Dette kan brukes til å måle hvor mange stjerner som er i en galakse, hvor gamle de er, hva de er laget av og hvor mye støv som blokkerer lyset.

I vår forskning, publisert in Månedlige kunngjøringer fra Royal Astronomical Society, viser vi at denne teknikken også kan brukes til å oppdage AGN. Dette betyr at vi nå kan måle ikke bare egenskapene og historien til stjernene i galaksen, men også lysstyrken til det sentrale sorte hullet.

Det er ikke en enkel ting å gjøre. Forskjellen mellom stjernelys og lyset fra en AGN er utrolig subtil, så det er mulig å forveksle unge stjerner med et lyst svart hull, og omvendt.

I Australia har astronomer vært ved hjelp av australske teleskoper å lage 3D-kart over galakser i bestemte flekker på himmelen. Disse kartene lar oss gjennomsøke hundretusenvis av galakser, som strekker seg over 11 milliarder år med historie, for mulig AGN.

Ved å bruke vår nye metode på 700,000 75,000 galakser, identifiserte og kvantifiserte vi mer enn 10 XNUMX AGN for å begynne å forstå hvordan antallet deres har utviklet seg over tid og hvordan de har påvirket vertsgalaksene deres. Astronomer tror antallet AGN i universet er knyttet til mengden stjernedannelse, som vi vet var nesten ti ganger høyere for omtrent XNUMX milliarder år siden. Men før vi kan være sikre på at vi har identifisert all AGN over kosmisk tid i våre galakseprøver, vil vi ikke vite det sikkert.

Akkurat nå diskuterer det astronomiske samfunnet fortsatt lidenskapelig innholdet av aktive sorte hull. Selv om vi ennå ikke har svart på spørsmålene som trengs for å berolige debatten, er vi ett skritt nærmere å pålitelig kunne oppdage disse fascinerende objektene i galakser. Og det er et viktig skritt mot å kaste mer lys over mysteriet med sorte hull.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

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