Vissa svarta hål är allt annat än svarta - och forskare hittade 75,000 XNUMX av de ljusaste

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

När de mest massiva stjärnorna dör kollapsar de för att bilda några av de tätaste objekten som är kända i universum: svarta hål. De är de "mörkaste" objekten i kosmos, eftersom inte ens ljus kan undkomma deras otroligt starka gravitation.

På grund av detta är det omöjligt att direkt avbilda svarta hål, vilket gör dem mystiska och ganska förbryllande. Men vår ny forskning har testat ett sätt att upptäcka några av de mest glupska svarta hålen av alla, vilket gör det lättare att hitta dem begravda djupt i hjärtan av avlägsna galaxer.

Trots namnet, inte alla svarta hål är svarta. Även om svarta hål finns i många olika storlekar, finns de största i galaxernas centrum och växer fortfarande i storlek.

Dessa "supermassiva" svarta hål kan ha en massa på upp till a miljarder solar. Det svarta hålet i mitten av vår egen Vintergatan-galax – kallad Sagittarius A*, vars upptäckt fick 2020 Nobelpris i fysik– är ganska lugn. Men det är inte fallet för alla supermassiva svarta hål.

Om material som gas, damm eller stjärnor kommer för nära ett svart hål, sugs det in av den enorma gravitationskraften. När den faller mot det svarta hålet värms den upp och blir otroligt ljus.

Ljuset som produceras av dessa "ljusa svarta hål" kan spänna över hela det elektromagnetiska spektrumet, från röntgenstrålar till radiovågor. Ett annat namn för de ljusa svarta hål i mitten av galaxer finns "aktiva galaktiska kärnor" eller AGN. De kan lysa biljoner gånger starkare än solen och kan ibland till och med överglänsa alla stjärnor i sin galax.

De ljusaste svarta hålen

Några AGN spyr våldsamt ut materia via en jet, som färdas miljontals kilometer genom rymden och kan ses med radioteleskop. Andra producerar "vindar" i mitten av galaxen, som kan trycka ut all gas (det bränsle som behövs för att stjärnor ska bildas) ut ur galaxen.

Med sådana destruktiva krafter i mitten av en galax är astronomer säkra på att detta måste ha en stor inverkan på själva galaxen. Vi vet att de flesta galaxer går långsamt stänga av deras stjärnbildningsprocesser, och AGN kan vara en av de skyldiga.

AGN kan därför inte bara hjälpa oss att bättre förstå svårfångade svarta hål, utan att studera dem lär oss också om själva galaxerna.

Hitta ljusa svarta hål

Beroende på hur mycket ett svart hål "äter", vilken galax det befinner sig i och från vilken vinkel vi kan se det, kan AGN se väldigt olika ut. Även när man tittar på samma galax kan en astronom med ett röntgenteleskop se den glöda och upptäcka en AGN, medan en annan astronom som använder ett radioteleskop kanske inte ser någonting om AGN inte råkar producera jetstrålar som är synliga i radiospektrum.

På grund av detta trodde man att de alla var olika objekt, men genom att titta på samma objekt med olika teleskop upptäckte astronomer att de hade många likheter och insåg fördelarna med att använda mer av det elektromagnetiska spektrumet för att hitta dem.

Den relativa ljusstyrkan för en galax över olika delar av det elektromagnetiska spektrumet kallas dess "spektrala energifördelning". Detta kan användas för att mäta hur många stjärnor som finns i en galax, hur gamla de är, vad de är gjorda av och hur mycket damm som blockerar ljuset.

I vår forskning, publicerade in Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Societyvisar vi att denna teknik också kan användas för att upptäcka AGN. Det betyder att vi nu kan mäta inte bara egenskaperna och historien för stjärnorna i galaxen, utan också ljusstyrkan hos dess centrala svarta hål.

Det är inte en enkel sak att göra. Skillnaden mellan stjärnljus och ljuset från en AGN är otroligt subtil, så det är möjligt att förväxla unga stjärnor för ett ljust svart hål, och vice versa.

I Australien har astronomer varit med australiska teleskop att göra 3D-kartor över galaxer i specifika fläckar på himlen. Dessa kartor låter oss leta igenom hundratusentals galaxer, som spänner över 11 miljarder år av historia, för möjlig AGN.

Genom att tillämpa vår nya metod på 700,000 75,000 galaxer identifierade och kvantifierade vi mer än 10 XNUMX AGN för att börja förstå hur deras antal har utvecklats över tiden och hur de har påverkat deras värdgalaxer. Astronomer tror att antalet AGN i universum är kopplat till mängden stjärnbildning, som vi vet var nästan tio gånger högre för ungefär XNUMX miljarder år sedan. Men tills vi kan vara säkra på att vi har identifierat all AGN över kosmisk tid i våra galaxprover, kommer vi inte att veta säkert.

Just nu diskuterar det astronomiska samfundet fortfarande passionerat naturen hos aktiva svarta hål. Även om vi ännu inte har svarat på frågorna som behövs för att lugna debatten, är vi ett steg närmare att på ett tillförlitligt sätt kunna upptäcka dessa fascinerande objekt i galaxer. Och det är ett viktigt steg mot att kasta mer ljus över mysteriet med svarta hål.

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

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