Astronomowie na zimowym spotkaniu  Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego zaprezentowali najgłębszy obraz wszechświata wykonany w paśmie rentgenowskim. Zdjęcie ukazuje czarne dziury w centrach galaktyk oddalonych miliardy lat świetlnych od Ziemi. Obejmuje ono skrawek nieba, które wielkością odpowiada wielkości księżyca w pełni i znajduje się w gwiazdozbiorze Pieca. Dane te zostały przedstawione podczas 102. sesji przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra.

Artykuł napisała Aleksandra Kaczmarek.

Teleskop Kosmiczny Chandra NASA -najgłębsze zdjęcie rentgenowskie, które kiedykolwiek uzyskano poprzez gromadzenie ponad 7 milionów sekund obserwując pole na przestrzeni 17 lat.

Obraz znany jest jako Głębokie Południowe Pole Chandry i ukazuje 1008 punktów(w większości czarne dziury), w którym każdy z nich emituje promieniowanie rentgenowskie o energii pomiędzy 500 a 8000 elektronowoltów. Długa ekspozycja umożliwia zebranie większej liczby fotonów, a tym samym odkrycie dalej leżących obiektów. Dlatego Teleskop Chandra potrzebował aż 10 dni na przechwycenie jednego fotonu promieniowania rentgenowskiego.

Wiele teleskopów kosmicznych, w tym Hubble’a, Spitzera i Herschela wraz z teleskopami Keck i Very Large Telescope na Ziemi obserwują tą samą część nieba, co teleskop Chandry, wiec jest możliwe, aby stworzyć mapę, która obejmie różne długości fal promieniowania rentgenowskiego m.in.: podczerwień, fale radiowe lub światło widzialne. Większość z galaktyk nie produkuje wystarczającej ilości promieni X, aby Chandra mogła je wykryć, stąd podczas gdy Teleskop Chandra pobierał emitujące promieniowanie rentgenowskie z ponad tysiąca źródeł, w tym samym czasie z tego samego pola, wyżej wymienione teleskopy pobierały dane z dziesiątki tysięcy galaktyk w innych długościach fal.

Fabio Vito i jego współpracownicy wycięli fragmenty z Głębokiego Południowego Pola Chandry ponad 2000 odległych galaktyk, które nie zostały wykryte w pasie promieni rentgenowskich. Następnie ułożyli wycięte fragmenty, skutecznie łącząc je w jedno zdjęcie rentgenowskie o równowartości ponad 30 lat wartości czasu ekspozycji przedstawiające średnią emisję promieniowania rentgenowskiego z galaktyk we wczesnym Wszechświecie.

Powyżej przedstawiona została animacja poklatkowa złożona z 4 milionów sekund danych. Każda migocząca kropka jest supermasywną czarną dziurą.

„Patrzymy na czasy, gdy czarne dziury były w kluczowych fazach rozwoju, podobnych do głodnych dzieci” powiedział Vito. W średniej galaktyce, jak zauważyli Vito wraz ze współpracownikami, roi się od nowo uformowanych gwiazd, a nie czarnych dziur. Oznacza to, że czarne dziury nie rosną przez cale ich życie. Zamiast tego na przemian pojawiają się długie okresy spoczynkowe czarnych dziur przeplatające się z krótkimi okresami ich wzrostu. Wiemy już, że czarne dziury o wartości 1 mld masy Słońca istniały zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu. W teorii trudno, aby w tak szybkim czasie powstała tak masywna czarna dziura. Stąd naukowcy dochodzą do wniosku, że jeśli taka czarna dziura nie rośnie nieprzerwanie od chwili narodzin, to prawdopodobnie nie stanie się supermasywnym obiektem. Aby tak się stało, czarna dziura w początkach swojego rozwoju powinna być dość duża (10000 do 100000 razy większa niż masa Słońca). Tak wielkie czarne dziury mogły być utworzone po bezpośrednim kontakcie masywnych obłoków gazu we wczesnym Wszechświecie.

Wyniki przedstawione na spotkaniu ASS pokazują nam, jak mało jeszcze wiemy o ewolucji czarnych dziur. Od dawna wiadomo, że czarne dziury pojawiają się i rozwijają w tym samym czasie, co gwiazdy w danej galaktyce. Jednak naukowcy nie potrafią jeszcze zrozumieć związku pomiędzy wzrostem czarnych dziur a galaktykami, w których one się znajdują.

Yang Guang i jego koledzy uważają, że bardziej masywne galaktyki wydają się być bardziej skuteczne w karmieniu ich centralnych czarnych dziur, choć nie rozumieją jeszcze, dlaczego tak się dzieje. Tajemnica ta jest jedną z wielu, które pozostają bez odpowiedzi, przynajmniej na razie, ale miejmy nadzieję, że badanie Głębokiego Południowego Pola Chandry dostarczy nam odpowiedzi na nurtujące naukowców pytania.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu

  • Richard

    Znakomita kompozycja na drugim ruchomym obrazie. Mnie to wygląda na kolaps grawitacyjno-elektromagnetyczny w dość zaawansowanej fazie. Trzeba zmienić pojęcie/definicję czarnej dziury jako obiektu o ekstremalnej gęstości (w przybliżeniu elektronu) i dopuścić potwierdzone już obserwacyjnie grupowe występowanie i dodatkowe wtedy efekty. Proszę zwrócić uwagę na świecące/błyskające okresowo plamki. To raczej nie mogą być pojedyncze czarne dziury, a raczej ich gigantyczne strukturalne grupy z okresem obrotu liczonym w miesiącach, a nawet latach…. Tu jest potrzebna zupełnie nowa astrofizyka i kosmologia, niestety (a może „stety” właśnie :)