Как астрономы ищут скрытые сверхмассивные черные дыры

Как вы ищете что-то, что поглощает свет? Это вызов для астрономов, которые хотят изучать черные дыры. Пока черные дыры сами невидимы, поскольку их огромная гравитация втягивает все, что находится слишком близко, даже свет, они обычно видны, потому что окружены облаками светящегося газа. Когда газ кружится вокруг них, он трется друг о друга и нагревается из-за трения, делая его достаточно теплым, чтобы его можно было увидеть издалека.

Однако не все черные дыры активны, а это означает, что только некоторые из них притягивают материал вокруг себя. Другие черные дыры пассивны, просто сидят в одиночестве во тьме космоса, что делает их почти невидимыми, поскольку вокруг них нет облака теплого материала. Тем не менее, другие типы черных дыр окутаны пылью и газом, из-за чего нам трудно их увидеть. Астрономы ищут эти скрытые черные дыры, используя инновационные методы, такие как использование НАСА. Рентгеновская обсерватория Чандра искать их сигнатуры в рентгеновском диапазоне.

Объединив данные из Каталога источников Чандра, списка источников рентгеновского излучения, составленного за первые 15 лет работы обсерватории, Наряду с данными о видимом свете из Sloan Digital Sky Survey они смогли идентифицировать сотни неизвестных черных дыр. до. «Астрономы уже идентифицировали огромное количество черных дыр, но многие из них остаются неуловимыми», — сказал исследователь. ведущий исследователь проекта Донг-Ву Ким из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт (CfA). «Наше исследование выявило пропавшую популяцию и помогло нам понять, как они себя ведут».

Чтобы найти скрытые черные дыры, исследователи сосредоточились на сверхмассивных черных дырах. Это особенно большой тип черных дыр, которые чаще всего встречаются в центрах галактик. Считается, что почти все крупные галактики имеют сверхмассивную черную дыру, но некоторые из них еще предстоит наблюдать. В этом проекте исследователи сравнили галактики, которые были яркими источниками рентгеновского излучения, но тусклыми в видимом свете, которые называются «XBONG» (яркие в рентгеновском излучении, оптически нормальные галактики). Им удалось идентифицировать 817 из этих XBONG, которые ярко сияли в рентгеновских данных Чандры, но не в данных исследования Слоуна.

Когда они посмотрели на эти XBONG, они обнаружили, что около половины из них светятся в рентгеновском диапазоне из-за ранее необнаруженных сверхмассивных черных дыр. Эти черные дыры питались ближайшим материалом, поэтому они испускали излучение, но большая часть этой энергии в длинах волн видимого света была скрыта густыми облаками пыли и газа. Рентгеновские лучи могут легче проходить через эти кожухи, поэтому их можно обнаружить, даже когда видимый свет не может быть обнаружен.

Исследователи знали, что смотрят на сверхмассивные черные дыры, а не на другие типы объектов, потому что рентгеновские лучи, которые они испускаемые были такими яркими, они, должно быть, исходили от сверхмассивных черных дыр, которые быстро питаются и растут. «Не каждый день вы можете сказать, что открыли черную дыру», — сказала другая исследовательница, Алисса Кэссити. Университета Британской Колумбии, «поэтому очень приятно осознавать, что мы обнаружили сотни их."