Сотні чорних дір ховаються в пилових коконах: несподіване відкриття

Нещодавно вчені виявили понад 400 прихованих чорних дір, які раніше залишалися непоміченими і живилися зірками і пилом в центрах галактик. Це відкриття, зроблене за допомогою рентгенівської обсерваторії НАСА “Чандра”, показує, що багато з цих чорних дір залишалися невловимими через їх огортання щільними пиловими коконами.

Відомо, що надмасивні чорні діри, деякі в мільйони разів масивніші за наше Сонце, знаходяться в ядрі майже кожної галактики. Як пояснює NASA, ці гігантські утворення випромінюють інтенсивні промені енергії, поглинаючи навколишній газ, пил і зірки. Цей процес утворює те, що відомо як активні ядра галактик (AGN), які особливо світяться в рентгенівському сегменті електромагнітного спектра.

Паралельне зображення рентгенівських та оптичних даних, що показує те, що здається активною чорною дірою, захованою в центрі далекої запиленої галактики NASA / CXC / SAO / D. Kim та інші

Донг-Ву Кім, астроном з Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики, вказує, що AGN не тільки яскраво світяться в рентгенівських променях, але й створюють чіткі видимі візерунки в оптичному світлі, ідентифікуючи їх як AGN. Однак були виявлені деякі небесні об’єкти, що випромінюють значне рентгенівське випромінювання без оптичних ознак, характерних для AGN. Вони були названі “оптично нормальними рентгенівськими яскравими галактиками” або “XBONGs”.

Щоб глибше проникнути в суть цих загадкових об’єктів, Кім і його команда ретельно вивчили каталог з більш ніж 300 000 яскравих рентгенівських джерел, знятих апаратом Chandra. Вони поєднали ці дані з оптичними зображеннями з Sloan Digital Sky Survey (SDSS), зосередившись на об’єктах, які були яскравими в рентгенівському діапазоні, але оптично нормальними. Дослідження виявило 820 XBONGs, розташованих на відстані від 550 мільйонів до 7,8 мільярда світлових років, що є найбільшою групою таких об’єктів, коли-небудь зібраних.

Рентгенівські (ліворуч) і оптичні (праворуч) зображення двох галактик з прихованими чорними дірами в їх центрах X-ray: NASA/CXC/SAO/D. Kim et al.; Optical/IR: Legacy Surveys / D. Lang РЕКЛАМА-продовження нижче

Відкриття відразу ж викликало питання про природу цих об’єктів. Команда Кіма висунула гіпотезу, що багато з цих XBONG можуть бути чорними дірами, оповитими товстим шаром пилу. Ця теорія була підтверджена спостереженням, що рентгенівське світло з меншою енергією, що надходить від цих об’єктів, частково поглинається пилом, тоді як рентгенівські промені з більшою енергією проникають через нього, картина спостерігається приблизно в половині XBONGs. Це наводило на думку, що вони були AGN, заховані в пилових коконах.

Для решти рентгенівських променів розглядалися інші пояснення. Близько 20% можуть бути віддаленими скупченнями галактик, які випромінюють яскраві рентгенівські промені, але не мають оптичного підпису AGN. Останні 30% можуть становити галактики, інтенсивне оптичне світло яких затемнює оптичний підпис AGN, що, швидше за все, у дуже віддалених галактиках.

Кім та його команда сподіваються, що подальші дослідження з Чандрою дозволять краще зрозуміти ці загадкові структури та їх природу.