Rentgenska slika dubokog polja Chandra-sjever. Kredit za sliku: NASA/PSU Kliknite za povećanje
Podaci iz istraživanja rendgenskih zvjezdarnica pokazuju da su crne rupe mnogo brojnije i da su se razvile drugačije nego što bi istraživači očekivali, prema astronomu Penn Statea.
“Htjeli smo popis svih crnih rupa i htjeli smo znati kakve su”, rekao je Niel Brandt, profesor astronomije i astrofizike. “Također smo željeli izmjeriti kako su crne rupe rasle tijekom povijesti svemira.”
Brandt i drugi istraživači učinili su upravo to gledajući dio neba na sjevernoj hemisferi nazvan Chandra Deep Field-North, koristeći NASA-in rendgenski opservatorij Chandra i sličan dio na južnoj hemisferi pod nazivom Extended Chandra Deep Field-South . Istraživanja se također provode u drugim dijelovima neba koristeći Chandra i X-ray Multi-Mirror Mission-Newton Europske svemirske agencije.
Istraživači su promatrali emisije X-zraka jer područja oko crnih rupa emitiraju X-zrake, kao i vidljivu svjetlost. Prodorna priroda X-zraka pruža izravan način za identifikaciju crnih rupa. Korištenje rendgenskih zraka također omogućuje astronomima da precizno odrede crne rupe u središtima galaksija, a da njihov signal ne ispere vidljiva svjetlost koja dolazi iz zvijezda galaksije, rekao je Brandt sudionicima na godišnjem sastanku Američkog udruženja za unapređenje znanosti u St. Louis, pon., 17. veljače. Crne rupe koje su proučavali bile su one koje se nalaze u središtima galaksija i koje aktivno emitiraju X-zrake, stoga se zovu aktivne galaktičke jezgre .
'Pronalazimo aktivne supermasivne crne rupe u središtima masivnih galaksija', rekao je Brandt. “Naša galaksija također ima svoju crnu rupu u svom središtu koja mjeri 2,6 milijuna solarnih masa. Naša crna rupa danas nije aktivna, ali pretpostavljamo da je bila aktivna u prošlosti.”
Ova duboka, ekstragalaktička rendgenska istraživanja promatrala su pažljivo odabrane dijelove neba, koji uglavnom nemaju ništa što bi moglo ometati dobivanje rendgenskih podataka. Chandra je promatrao Chandra Deep Field-North - područje neba koje je dvije trećine veličine punog Mjeseca - u vremenskom rasponu od 23 dana u razdoblju od dvije godine. Istraživači su otkrili oko 600 izvora X-zraka. Nakon usporedbe rendgenskih slika s optičkim slikama potpuno istog dijela neba snimljenih svemirskim teleskopom Hubble, gotovo svih 600 izvora točaka odgovaralo je optičkim galaksijama, što sugerira da su crne rupe koje su bile izvori za X-zrake u središta galaksija.
'Astronomi X-zrakama rade bolje od bilo koga drugog za otprilike deset puta u identificiranju ovih aktivnih galaktičkih jezgri', rekao je Brandt. 'S više vremena mogli bismo još bolje, ići još dublje.'
Istraživači su otkrili da su supermasivne crne rupe brojnije nego što smo očekivali. Također su otkrili da su crne rupe evoluirale drugačije nego što su astronomi očekivali prije rada na Chandri. Ekstrapolirajući iz 600 crnih rupa koje je pronašao Chandra, Brandt sugerira da na cijelom nebu postoji oko 300 milijuna super masivnih crnih rupa.
Postojanje tolikog broja crnih rupa, potvrdilo je da ono što se nekoć smatralo uistinu difuznim kozmičkim rendgenskim pozadinskim zračenjem, zapravo dolazi iz točkastih izvora.
Šezdesetih godina prošlog stoljeća astronomi su otkrili kvazare, vrlo udaljene, jako svjetleće crne rupe, u galaktičkim središtima. Intenzivno su proučavani kvazari, koji su se u početku nazivali kvazizvjezdanim radio izvorima. Istraživači su ubrzo shvatili da su samo neki od tih objekata radio odašiljači i da su nastali rano u povijesti svemira.
'Iako su kvazari spektakularni, oni nisu reprezentativni za tipične aktivne galaktičke jezgre', rekao je Brandt. 'Sada, koristeći Chandra i druge rendgenske opservatorije, možemo pronaći i proučavati tipične aktivne galaktičke jezgre umjerene svjetlosti u dalekom Svemiru s visokim crvenim pomakom.'
Kvazari i aktivne galaktičke jezgre umjerene svjetlosti također su evoluirale drugačije. Kvazari su fenomen mladih galaksija, dok su aktivne galaktičke jezgre srednje svjetline dostigle vrhunac kasnije u kozmičkom vremenu.
“Željeli bismo znati mijenjaju li se aktivne galaktičke jezgre tijekom kozmičkog vremena”, rekao je Brandt. “Hrane li se crne rupe i rastu na isti način tijekom povijesti Svemira?”
Istraživači su pogledali relativnu količinu energije koja izlazi u X-zrakama u usporedbi s drugim valnim duljinama i otkrili da se taj omjer ne mijenja tijekom 13 milijardi godina vremena. Pogledali su rendgenske spektre i otkrili da se oni također nisu mijenjali tijekom vremena.
'Unatoč ogromnim promjenama u gustoći prostora stražnjih rupa, pojedinačni motori koji pokreću aktivne galaktičke jezgre su izuzetno stabilni', rekao je Brandt.
Brandt vjeruje da bi Chandra mogao promatrati Chandra Deep Field-North dulje vremensko razdoblje i dobiti osjetljivije, dublje podatke. To bi na vidjelo iznijelo galaksije koje su trenutno zatamnjene. Također bi prikupio više rendgenskih zraka što bi omogućilo bolje spektralne analize i analize varijabilnosti. Uz osjetljivije sondiranje, istraživači također otkrivaju sve veći broj neaktivnih galaksija poput naše.
'Chandra radi dobro već šest godina', rekao je Brandt. “Ne postoji razlog zašto Chandra i Newton ne mogu nastaviti promatrati još 10 ili više godina.”
Izvorni izvor: PSU News Release
