Μια νέα μελέτη από το Chandra X της NASA-ray Παρατηρητήριο λέει επιστήμονες πόσο συχνά τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες έχουν συνδεθεί τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια. Η ανακάλυψη αυτή αποσαφηνίζει τον τρόπο με μαύρες τρύπες αναπτύσσονται και θα μπορούσε να έχει συνέπειες για το πώς η γιγαντιαία μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας θα συμπεριφερθούν στο μέλλον.
Οι περισσότεροι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, που πιστεύεται ότι περιέχουν μαύρες τρύπες στα κέντρα τους, με μάζες που κυμαίνονται από εκατομμύρια σε δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Για λόγους που δεν είναι πλήρως κατανοητοί, οι αστρονόμοι έχουν διαπιστώσει ότι αυτές οι μαύρες τρύπες παρουσιάζουν μια ευρεία ποικιλία των επιπέδων δραστηριότητας: από αδρανείς σε μόλις ληθαργικό σε σχεδόν υπερβολικό.
Η πιο ζωντανή μαύρες τρύπες παράγουν το λεγόμενο "ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες," ή AGN, με το τράβηγμα σε μεγάλες ποσότητες φυσικού αερίου. Αυτό το αέριο θερμαίνεται όπως πέφτει μέσα και λάμπει έντονα στο φως των ακτίνων X.
«Βρήκαμε ότι μόνο το ένα τοις εκατό των γαλαξιών με μάζα παρόμοια με του Γαλαξία περιέχουν μαύρες τρύπες στα περισσότερα ενεργή φάση τους", δήλωσε ο Ντάριλ καταβεβλημένος από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ, WA, και το Πανεπιστήμιο Northwestern στο Evanston, IL , ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. "Προσπαθώντας να καταλάβω πως πολλές από αυτές τις μαύρες τρύπες είναι ενεργές ανά πάσα στιγμή να είναι σημαντική για την κατανόηση του πώς οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν μέσα στους γαλαξίες και πως η αύξηση αυτή επηρεάζεται από το περιβάλλον τους."
Η μελέτη αυτή περιλαμβάνει μια έρευνα που ονομάζεται Chandra πολλαπλού μήκους κύματος έργου, ή Champ, το οποίο καλύπτει έκταση 30 τετραγωνικά μοίρες στον ουρανό, τη μεγαλύτερη περιοχή του ουρανού από οποιαδήποτε δημοσκόπηση Chandra μέχρι σήμερα. Ακτίνων Χ Chandra της Συνδυάζοντας τις εικόνες με οπτικές εικόνες από το Sloan Digital Sky Survey, περίπου 100.000 γαλαξίες αναλύθηκαν. Από αυτούς, περίπου 1.600 ήταν ακτίνων Χ φωτεινό, σηματοδότηση δυνατή δραστηριότητα AGN.
Μόνο οι γαλαξίες έξω σε 1,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη θα μπορούσε να είναι λογικά να συγκριθούν προς τον Γαλαξία μας, αν και οι γαλαξίες όσο πιο μακριά 6,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μελετήθηκαν επίσης. Πρώτιστα απομονωμένες ή "πεδίο" γαλαξίες που δεν περιλαμβάνονται, γαλαξίες σε ομάδες ή ομάδες.
"Αυτή είναι η πρώτη απευθείας προσδιορισμό του κλάσματος των γαλαξιών πεδίο στο τοπικό Σύμπαν που περιέχει δραστικά μαύρες τρύπες», είπε ο συν-συγγραφέας Paul Green του Harvard-Smithsonian Κέντρου για την Αστροφυσική στο Cambridge, MA. «Θέλουμε να γνωρίζουμε πόσο συχνά αυτά τα γιγάντιες μαύρες τρύπες ξεσπώ, δεδομένου ότι όταν περνούν από μια μεγάλη έκρηξη ανάπτυξης."
Ένας βασικός στόχος των αστρονόμων είναι να καταλάβουμε πώς AGN δραστηριότητα έχει επηρεάσει την ανάπτυξη των γαλαξιών. Ένα εντυπωσιακό συσχετισμός μεταξύ της μάζας των γιγάντιων μαύρων οπών και της μάζας των κεντρικών περιοχών της υποδοχής τους προτείνει γαλαξία ότι η ανάπτυξη της μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες που τους φιλοξενούν είναι έντονα συνδεδεμένες. Ο προσδιορισμός του κλάσματος AGN στον τοπικό Σύμπαν είναι ζωτικής σημασίας για τη βοήθεια προς το μοντέλο αυτής της παράλληλης ανάπτυξης.
Ένα από τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι ότι το τμήμα των γαλαξιών περιέχουν AGN εξαρτάται από τη μάζα του γαλαξία. Οι πιο μεγάλοι γαλαξίες είναι το πιο πιθανό για να φιλοξενήσει AGN, ενώ οι γαλαξίες που είναι μόνο το ένα δέκατο περίπου σε μάζα από τον Γαλαξία μας έχουν περίπου δέκα φορές μικρότερη πιθανότητα να περιέχουν AGN.
Ένα άλλο αποτέλεσμα είναι ότι μια σταδιακή μείωση του κλάσματος AGN βλέπει με την κοσμική φορά από το Big Bang, επιβεβαιώνοντας την εργασία που γίνεται από άλλους. Αυτό σημαίνει ότι είτε η τροφοδοσία σε καύσιμο ή τον ανεφοδιασμό μηχανισμό για τις μαύρες τρύπες μεταβάλλεται με το χρόνο.
Η μελέτη έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση πώς οι γειτονιές των γαλαξιών επηρεάζει την ανάπτυξη των μαύρων οπών τους, γιατί το κλάσμα AGN για γαλαξίες τομέα βρέθηκε να διαφέρει από εκείνη για γαλαξίες σε πυκνές συστάδες.
«Φαίνεται ότι πραγματικά ενεργά οι μαύρες τρύπες είναι σπάνιες, αλλά όχι αντικοινωνικό», είπε καταβεβλημένος. "Αυτή ήταν μια έκπληξη για μερικούς, αλλά θα μπορούσε να παράσχει σημαντικές ενδείξεις για το πώς το περιβάλλον επηρεάζει την ανάπτυξη μαύρη τρύπα."
Είναι πιθανό ότι το κλάσμα AGN έχει εξελιχθεί με την κοσμική χρόνο και στις δύο ομάδες και στον τομέα αυτό, αλλά με διαφορετικούς ρυθμούς. Αν το κλάσμα AGN σε συστάδες ξεκίνησε υψηλότερο από αυτό των γαλαξιών τομέα - όπως έχουν υπαινιχθεί κάποια αποτελέσματα - αλλά στη συνέχεια μειώθηκε πιο γρήγορα, σε κάποιο σημείο του κλάσματος συμπλέγματος θα είναι περίπου ίσο με το κλάσμα τομέα. Αυτό μπορεί να εξηγήσει αυτό που βλέπει στο τοπικό Σύμπαν.
Ο Γαλαξίας μας περιέχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα είναι γνωστή ως Τοξότης Α * (Sgr Α *, για συντομία). Παρόλο που οι αστρονόμοι έχουν δει κάποια δραστηριότητα από Sgr Α * χρησιμοποιώντας το Chandra και άλλα τηλεσκόπια αυτά τα χρόνια, ήταν σε πολύ χαμηλό επίπεδο. Αν το Γαλαξία ακολουθεί τις τάσεις που φαίνεται στην έρευνα Champ, Sgr A * πρέπει να είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές πιο φωτεινή σε ακτίνες Χ περίπου το 1% του κατά την υπόλοιπη διάρκεια του Ήλιου. Αυτή η δραστηριότητα είναι πιθανό να έχουν πολύ πιο κοινή στο μακρινό παρελθόν.
Αν Sgr Α * είχε γίνει ένα AGN δεν θα ήταν απειλή για τη ζωή εδώ στη Γη, αλλά θα δώσει μια παράσταση στο X-ray και ραδιοφωνικά μήκη κύματος. Ωστόσο, κάθε πλανήτες που είναι πολύ πιο κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, ή απευθείας στη γραμμή του πυρός, θα λάβουν μεγάλες και πιθανώς επιβλαβούς ποσά ακτινοβολίας.
Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο 10 Νοέμβρη έκδοση του Astrophysical Journal. Και άλλους συνδημιουργούς στο χαρτί ήταν Scott Anderson του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, Anca Constantin από τον James Madison Πανεπιστήμιο, Τομ Aldcroft και Dong-Woo Kim από το Harvard-Smithsonian Κέντρου για την Αστροφυσική και Wayne Barkhouse από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Ντακότας.
Marshall της NASA Space Flight Center στο Huntsville της Αλαμπάμα, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για την Επιστήμη Αποστολή της NASA Διεύθυνση στην Ουάσιγκτον. Η Σμιθσόνιαν Αστροφυσικό Παρατηρητήριο ελέγχει την επιστήμη του Chandra και οι χειρισμοί της πτήσης από το Καίμπριτζ, Μασαχουσέτη
Περισσότερες πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων και άλλων πολυμέσων, είναι διαθέσιμο στη διεύθυνση:
Οι περισσότεροι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, που πιστεύεται ότι περιέχουν μαύρες τρύπες στα κέντρα τους, με μάζες που κυμαίνονται από εκατομμύρια σε δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Για λόγους που δεν είναι πλήρως κατανοητοί, οι αστρονόμοι έχουν διαπιστώσει ότι αυτές οι μαύρες τρύπες παρουσιάζουν μια ευρεία ποικιλία των επιπέδων δραστηριότητας: από αδρανείς σε μόλις ληθαργικό σε σχεδόν υπερβολικό.
Η πιο ζωντανή μαύρες τρύπες παράγουν το λεγόμενο "ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες," ή AGN, με το τράβηγμα σε μεγάλες ποσότητες φυσικού αερίου. Αυτό το αέριο θερμαίνεται όπως πέφτει μέσα και λάμπει έντονα στο φως των ακτίνων X.
«Βρήκαμε ότι μόνο το ένα τοις εκατό των γαλαξιών με μάζα παρόμοια με του Γαλαξία περιέχουν μαύρες τρύπες στα περισσότερα ενεργή φάση τους", δήλωσε ο Ντάριλ καταβεβλημένος από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ, WA, και το Πανεπιστήμιο Northwestern στο Evanston, IL , ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. "Προσπαθώντας να καταλάβω πως πολλές από αυτές τις μαύρες τρύπες είναι ενεργές ανά πάσα στιγμή να είναι σημαντική για την κατανόηση του πώς οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν μέσα στους γαλαξίες και πως η αύξηση αυτή επηρεάζεται από το περιβάλλον τους."
Η μελέτη αυτή περιλαμβάνει μια έρευνα που ονομάζεται Chandra πολλαπλού μήκους κύματος έργου, ή Champ, το οποίο καλύπτει έκταση 30 τετραγωνικά μοίρες στον ουρανό, τη μεγαλύτερη περιοχή του ουρανού από οποιαδήποτε δημοσκόπηση Chandra μέχρι σήμερα. Ακτίνων Χ Chandra της Συνδυάζοντας τις εικόνες με οπτικές εικόνες από το Sloan Digital Sky Survey, περίπου 100.000 γαλαξίες αναλύθηκαν. Από αυτούς, περίπου 1.600 ήταν ακτίνων Χ φωτεινό, σηματοδότηση δυνατή δραστηριότητα AGN.
Μόνο οι γαλαξίες έξω σε 1,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη θα μπορούσε να είναι λογικά να συγκριθούν προς τον Γαλαξία μας, αν και οι γαλαξίες όσο πιο μακριά 6,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μελετήθηκαν επίσης. Πρώτιστα απομονωμένες ή "πεδίο" γαλαξίες που δεν περιλαμβάνονται, γαλαξίες σε ομάδες ή ομάδες.
"Αυτή είναι η πρώτη απευθείας προσδιορισμό του κλάσματος των γαλαξιών πεδίο στο τοπικό Σύμπαν που περιέχει δραστικά μαύρες τρύπες», είπε ο συν-συγγραφέας Paul Green του Harvard-Smithsonian Κέντρου για την Αστροφυσική στο Cambridge, MA. «Θέλουμε να γνωρίζουμε πόσο συχνά αυτά τα γιγάντιες μαύρες τρύπες ξεσπώ, δεδομένου ότι όταν περνούν από μια μεγάλη έκρηξη ανάπτυξης."
Ένας βασικός στόχος των αστρονόμων είναι να καταλάβουμε πώς AGN δραστηριότητα έχει επηρεάσει την ανάπτυξη των γαλαξιών. Ένα εντυπωσιακό συσχετισμός μεταξύ της μάζας των γιγάντιων μαύρων οπών και της μάζας των κεντρικών περιοχών της υποδοχής τους προτείνει γαλαξία ότι η ανάπτυξη της μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες που τους φιλοξενούν είναι έντονα συνδεδεμένες. Ο προσδιορισμός του κλάσματος AGN στον τοπικό Σύμπαν είναι ζωτικής σημασίας για τη βοήθεια προς το μοντέλο αυτής της παράλληλης ανάπτυξης.
Ένα από τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι ότι το τμήμα των γαλαξιών περιέχουν AGN εξαρτάται από τη μάζα του γαλαξία. Οι πιο μεγάλοι γαλαξίες είναι το πιο πιθανό για να φιλοξενήσει AGN, ενώ οι γαλαξίες που είναι μόνο το ένα δέκατο περίπου σε μάζα από τον Γαλαξία μας έχουν περίπου δέκα φορές μικρότερη πιθανότητα να περιέχουν AGN.
Ένα άλλο αποτέλεσμα είναι ότι μια σταδιακή μείωση του κλάσματος AGN βλέπει με την κοσμική φορά από το Big Bang, επιβεβαιώνοντας την εργασία που γίνεται από άλλους. Αυτό σημαίνει ότι είτε η τροφοδοσία σε καύσιμο ή τον ανεφοδιασμό μηχανισμό για τις μαύρες τρύπες μεταβάλλεται με το χρόνο.
Η μελέτη έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση πώς οι γειτονιές των γαλαξιών επηρεάζει την ανάπτυξη των μαύρων οπών τους, γιατί το κλάσμα AGN για γαλαξίες τομέα βρέθηκε να διαφέρει από εκείνη για γαλαξίες σε πυκνές συστάδες.
«Φαίνεται ότι πραγματικά ενεργά οι μαύρες τρύπες είναι σπάνιες, αλλά όχι αντικοινωνικό», είπε καταβεβλημένος. "Αυτή ήταν μια έκπληξη για μερικούς, αλλά θα μπορούσε να παράσχει σημαντικές ενδείξεις για το πώς το περιβάλλον επηρεάζει την ανάπτυξη μαύρη τρύπα."
Είναι πιθανό ότι το κλάσμα AGN έχει εξελιχθεί με την κοσμική χρόνο και στις δύο ομάδες και στον τομέα αυτό, αλλά με διαφορετικούς ρυθμούς. Αν το κλάσμα AGN σε συστάδες ξεκίνησε υψηλότερο από αυτό των γαλαξιών τομέα - όπως έχουν υπαινιχθεί κάποια αποτελέσματα - αλλά στη συνέχεια μειώθηκε πιο γρήγορα, σε κάποιο σημείο του κλάσματος συμπλέγματος θα είναι περίπου ίσο με το κλάσμα τομέα. Αυτό μπορεί να εξηγήσει αυτό που βλέπει στο τοπικό Σύμπαν.
Ο Γαλαξίας μας περιέχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα είναι γνωστή ως Τοξότης Α * (Sgr Α *, για συντομία). Παρόλο που οι αστρονόμοι έχουν δει κάποια δραστηριότητα από Sgr Α * χρησιμοποιώντας το Chandra και άλλα τηλεσκόπια αυτά τα χρόνια, ήταν σε πολύ χαμηλό επίπεδο. Αν το Γαλαξία ακολουθεί τις τάσεις που φαίνεται στην έρευνα Champ, Sgr A * πρέπει να είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές πιο φωτεινή σε ακτίνες Χ περίπου το 1% του κατά την υπόλοιπη διάρκεια του Ήλιου. Αυτή η δραστηριότητα είναι πιθανό να έχουν πολύ πιο κοινή στο μακρινό παρελθόν.
Αν Sgr Α * είχε γίνει ένα AGN δεν θα ήταν απειλή για τη ζωή εδώ στη Γη, αλλά θα δώσει μια παράσταση στο X-ray και ραδιοφωνικά μήκη κύματος. Ωστόσο, κάθε πλανήτες που είναι πολύ πιο κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, ή απευθείας στη γραμμή του πυρός, θα λάβουν μεγάλες και πιθανώς επιβλαβούς ποσά ακτινοβολίας.
Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο 10 Νοέμβρη έκδοση του Astrophysical Journal. Και άλλους συνδημιουργούς στο χαρτί ήταν Scott Anderson του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, Anca Constantin από τον James Madison Πανεπιστήμιο, Τομ Aldcroft και Dong-Woo Kim από το Harvard-Smithsonian Κέντρου για την Αστροφυσική και Wayne Barkhouse από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Ντακότας.
Marshall της NASA Space Flight Center στο Huntsville της Αλαμπάμα, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για την Επιστήμη Αποστολή της NASA Διεύθυνση στην Ουάσιγκτον. Η Σμιθσόνιαν Αστροφυσικό Παρατηρητήριο ελέγχει την επιστήμη του Chandra και οι χειρισμοί της πτήσης από το Καίμπριτζ, Μασαχουσέτη
Περισσότερες πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων και άλλων πολυμέσων, είναι διαθέσιμο στη διεύθυνση:
και
Janet Anderson, 256-544-6162
NASA Space Flight Center Marshall, Ala
Janet.L.Anderson nasa.gov @
Megan Watzke 617-496-7998
Chandra X-ray Center, Cambridge, Μασαχουσέτη
m.watzke @ cfa.harvard.edu
/www.nasa.gov
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου