Hình ảnh X quang của Chandra Deep Field-North. Tín dụng hình ảnh: NASA / PSU Bấm để phóng to
Dữ liệu từ các cuộc khảo sát bằng tia X cho thấy các lỗ đen có số lượng nhiều hơn và tiến hóa khác với các nhà nghiên cứu dự kiến, theo một nhà thiên văn học của bang Pennsylvania.
Niel Brandt, giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn cho biết, chúng tôi muốn có một cuộc điều tra về tất cả các lỗ đen và chúng tôi muốn biết chúng là như thế nào. Bạn cũng muốn đo xem các hố đen đã phát triển như thế nào trong lịch sử của Vũ trụ.
Brandt và các nhà nghiên cứu khác đã làm được điều đó bằng cách nhìn vào một bầu trời ở bán cầu Bắc gọi là Chandra Deep Field-North, sử dụng Đài quan sát tia X Chandra của NASA và một miếng vá tương tự ở Nam bán cầu được gọi là Trường sâu mở rộng Chandra . Các cuộc khảo sát cũng đang được thực hiện ở các khu vực khác trên bầu trời bằng cách sử dụng cả Chandra và Cơ quan vũ trụ đa tia X-ray Mission-Newton.
Các nhà nghiên cứu đã xem xét phát xạ tia X vì các khu vực xung quanh lỗ đen phát ra tia X cũng như ánh sáng khả kiến. Bản chất thâm nhập của tia X cung cấp một cách trực tiếp để xác định các lỗ đen. Sử dụng tia X cũng cho phép các nhà thiên văn học xác định chính xác các lỗ đen ở trung tâm các thiên hà mà không bị tín hiệu của chúng xóa sạch bởi ánh sáng nhìn thấy từ các ngôi sao của thiên hà, Brandt nói với những người tham dự cuộc họp thường niên của Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Hoa Kỳ. St. Louis, Mo. 17 tháng Hai. Các lỗ đen mà họ nghiên cứu là những hố cư trú tại trung tâm của các thiên hà và đang tích cực phát ra tia X, do đó chúng được gọi là hạt nhân thiên hà hoạt động.
Brandt Chúng tôi tìm thấy các lỗ đen siêu lớn đang hoạt động tại trung tâm của các thiên hà khổng lồ, Brandt nói. Thiên hà của chúng ta cũng có lỗ đen riêng tại trung tâm với khối lượng 2,6 triệu khối lượng mặt trời. Lỗ đen của chúng tôi không hoạt động ngày hôm nay, nhưng chúng tôi cho rằng nó đã hoạt động trong quá khứ.
Các cuộc khảo sát X-quang sâu, rộng này đã xem xét các mảng trời được lựa chọn cẩn thận, phần lớn không có bất cứ thứ gì có thể can thiệp vào việc lấy dữ liệu X-quang. Chandra đã nhìn vào Chandra Deep Field-North - một khu vực bầu trời bằng 2/3 kích thước của Mặt trăng đầy đủ - trong khoảng thời gian 23 ngày trong khoảng thời gian hai năm. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện khoảng 600 nguồn tia X. Sau khi so sánh các hình ảnh tia X với hình ảnh quang học của cùng một mảnh trời được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble, gần như tất cả 600 nguồn điểm tương ứng với các thiên hà quang học, cho thấy rằng các lỗ đen là nguồn cho chữ ký tia X đã ở trong các trung tâm của các thiên hà.
Brandt, các nhà thiên văn học tia X đang làm tốt hơn bất kỳ ai khác khoảng 10 nhân tố, trong việc xác định các hạt nhân thiên hà hoạt động này. Càng có nhiều thời gian chúng ta càng có thể làm tốt hơn, đi sâu hơn nữa.
Những gì các nhà nghiên cứu tìm thấy là các lỗ đen siêu lớn có số lượng nhiều hơn chúng ta tưởng. Họ cũng phát hiện ra rằng các lỗ đen tiến hóa khác với các nhà thiên văn học dự kiến trước công trình Chandra. Ngoại suy từ 600 lỗ đen do Chandra tìm thấy, Brandt gợi ý rằng có khoảng 300 triệu lỗ đen siêu lớn trên toàn bộ bầu trời.
Sự tồn tại của rất nhiều lỗ đen, đã xác nhận rằng những gì từng được cho là bức xạ nền tia X vũ trụ thực sự khuếch tán, thực sự đến từ các nguồn điểm.
Vào những năm 1960, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra các quasar, các lỗ đen rất xa, có độ phát sáng cao, trong các trung tâm thiên hà. Chuẩn tinh, ban đầu được gọi là nguồn vô tuyến sao, được nghiên cứu mạnh mẽ. Các nhà nghiên cứu sớm nhận ra rằng chỉ một số vật thể này là các thiết bị phát sóng vô tuyến và chúng hình thành sớm trong lịch sử Vũ trụ.
Brand Trong khi các quasar rất ngoạn mục, chúng không đại diện cho các hạt nhân thiên hà hoạt động điển hình, Brandt nói. Bây giờ, bằng cách sử dụng Chandra và các đài quan sát tia X khác, chúng ta có thể tìm và nghiên cứu độ sáng vừa phải, hạt nhân thiên hà hoạt động điển hình trong vũ trụ xa xôi, đỏ cao.
Chuẩn tinh và hạt nhân thiên hà hoạt động độ sáng vừa phải cũng phát triển khác nhau. Chuẩn tinh là một hiện tượng của các thiên hà trẻ, trong khi độ sáng vừa phải, các hạt nhân thiên hà hoạt động đạt cực đại sau đó trong thời gian vũ trụ.
Chúng tôi muốn biết nếu hạt nhân thiên hà hoạt động thay đổi theo thời gian vũ trụ, thì Brandt nói. Hố đen có kiếm ăn và phát triển theo cùng một cách trong lịch sử của Vũ trụ không?
Các nhà nghiên cứu đã xem xét lượng năng lượng tương đối phát ra từ tia X so với các bước sóng khác và thấy rằng tỷ lệ này không thay đổi trong 13 tỷ năm. Họ đã nhìn vào quang phổ tia X và thấy rằng những thứ này cũng không thay đổi theo thời gian.
Mặc dù có những thay đổi lớn về mật độ không gian của các lỗ phía sau, các động cơ riêng lẻ cung cấp năng lượng cho các hạt nhân thiên hà đang hoạt động rất ổn định, theo Brand Brandt.
Brandt tin rằng Chandra có thể quan sát Chandra Deep Field-North trong một khoảng thời gian dài hơn và thu được dữ liệu sâu hơn, nhạy cảm hơn. Điều này sẽ mang đến các thiên hà ánh sáng hiện đang bị che khuất. Nó cũng sẽ thu thập nhiều tia X hơn cho phép phân tích phổ và biến thiên của tia X tốt hơn. Với việc thăm dò nhạy hơn, các nhà nghiên cứu cũng đang phát hiện ngày càng nhiều thiên hà không hoạt động như của chúng ta.
Brand Chandra đã làm việc tốt trong sáu năm nay, Brandt nói. Không có lý do tại sao Chandra và Newton không thể tiếp tục quan sát thêm 10 năm nữa.
Nguồn gốc: Bản tin PSU
