Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосГравитационное обжорство: как галактические слияния оживляют скрытые сверхмассивные черные дыры

Гравитационное обжорство: как галактические слияния оживляют скрытые сверхмассивные черные дыры

- Advertisement -

Впечатление художника от пыльной области вокруг черной дыры. Самые покрытые пылью черные дыры могут полностью остановить выход рентгеновских лучей и видимого света, но та же самая пыль может быть нагрета растущей черной дырой и будет ярко светиться в инфракрасном диапазоне. Авторы и права: ESA/NASA, проект AVO и Паоло Падовани.

Новое исследование, проведенное Университетом Ньюкасла и опубликованное в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества показал, что сверхмассивные черные дыры, закрытые пылью, с большей вероятностью будут расти и выделять огромное количество энергии, когда они находятся внутри галактик, которые, как ожидается, столкнутся с соседней галактикой.

Сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и даже миллиарды раз превышает массу нашего Солнца, находятся в центре галактик, в том числе и нашей. Млечный Путь. Эти черные дыры увеличивают свой размер за счет поглощения газа, который проникает в них по спирали. Однако факторы, которые подталкивают газ достаточно близко к черным дырам для потребления, остаются предметом постоянных исследований.

Одна из возможностей заключается в том, что когда галактики находятся достаточно близко друг к другу, они, вероятно, будут гравитационно притягиваться друг к другу и «сливаться» в одну большую галактику.

На последних этапах своего пути в черная дыра, газ загорается и производит огромное количество энергии. Эта энергия обычно обнаруживается с помощью видимого света или рентгеновских лучей. Однако астрономы, проводившие это исследование, смогли обнаружить растущие черные дыры только с помощью инфракрасного света. Команда использовала данные со многих различных телескопов, в том числе Космический телескоп Хаббл и инфракрасный космический телескоп Spitzer.

Исследователи разработали новую технику, чтобы определить, насколько вероятно, что две галактики находятся очень близко друг к другу и, как ожидается, столкнутся в будущем. Они применили этот новый метод к сотням тысяч галактик в далекой Вселенной (исследуя галактики, сформировавшиеся через 2-6 миллиардов лет после Большой взрыв) в попытке лучше понять так называемый «космический полдень», время, когда, как ожидается, произойдет большая часть роста галактик и черных дыр во Вселенной.

Понимание того, как черные дыры росли в это время, имеет основополагающее значение для современных галактических исследований, особенно потому, что оно может дать нам представление о сверхмассивной черной дыре, расположенной внутри Млечного Пути, и о том, как наша галактика развивалась с течением времени.

Поскольку они находятся так далеко, лишь небольшое количество космических полуденных галактик соответствует необходимым критериям для получения точных измерений их расстояний. Из-за этого очень трудно с высокой точностью определить, находятся ли какие-либо две галактики очень близко друг к другу.

В этом исследовании представлен новый статистический метод для преодоления прежних ограничений измерения точных расстояний до галактик и сверхмассивных черных дыр в космический полдень. Он применяет статистический подход к определению расстояний до галактик с использованием изображений с разными длинами волн и устраняет необходимость в спектроскопических измерениях расстояний до отдельных галактик.

Данные, поступающие из Космический телескоп Джеймса Уэбба ожидается, что в ближайшие годы произойдёт революция в исследованиях в инфракрасном диапазоне и откроется ещё больше тайн о том, как растут эти пыльные чёрные дыры.

Шон Догерти, аспирант Ньюкаслского университета и ведущий автор статьи, говорит: «Наш новый подход рассматривает сотни тысяч далеких галактик со статистической точки зрения и задается вопросом, насколько вероятно, что любые две галактики окажутся близко друг к другу и, следовательно, могут столкнуться».

Доктор Крис Харрисон, соавтор исследования: «Эти сверхмассивные черные дыры очень сложно найти, потому что рентгеновское излучение, которое астрономы обычно используют для обнаружения этих растущих черных дыр, блокируется и не обнаруживается нашими телескопами. Но эти же самые черные дыры можно обнаружить с помощью инфракрасного излучения, которое создается окружающей их горячей пылью».

Он добавляет: «Трудность обнаружения этих черных дыр и установления точных измерений расстояния объясняет, почему этот результат ранее был сложным для определения этих далеких галактик «космического полудня». С JWST мы ожидаем найти гораздо больше таких скрытых растущих черных дыр. JWST будет намного лучше находить их, поэтому нам придется изучить еще много, включая те, которые труднее всего найти. Оттуда мы можем сделать больше, чтобы понять пыль, которая их окружает, и выяснить, сколько пыли скрыто в далеких галактиках».

Ссылка: «Скрытое усиление АЯГ в парах галактик в космический полдень: данные вероятностной обработки фотометрических красных смещений» Шона Л. Догерти, К. М. Харрисона, Дейла Д. Коцевски и Д. Д. Росарио, 8 мая 2023 г., Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.
DOI: 10.1093/mnras/stad1300

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме