NASA Chandra X-ray обнаружил необычайно быстрорастущие черные дыры

Москва, 15:37, 04 Май 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Новое исследование 51 далеких квазаров с помощью орбитального телескопа NASA Chandra X-ray показывает популяции черных дыр, которые потребляют чрезмерное количество вещества.

Иллюстрация художника показывает, как толстый, торообразной формы диск вокруг черной дыры блокирует значительное количество рентгеновских лучей. Важное умозаключение, следующее из обнаружения таких «толстодисковых» квазаров состоит в том, что они, возможно, являются черными дырами, растущими необычайно быстрыми темпами.

Астрономы уже знают, что сверхмассивные черные дыры, с массами от миллионов до миллиардов раз больше массы Солнца и существующие в центрах галактик, могут поглотить огромное количество газа и пыли, которые оказались в области их гравитационного притяжения. При поглощении материи этими черными дырами, они сияют так ярко, что их можно увидеть за миллиарды световых лет от нас. Астрономы называют эти чрезвычайно прожорливые черные дыры — квазарами.

Полученный новый результат свидетельствует о том, что некоторые квазары являются даже более искусными пожирателями материи, чем ученые до этого думали.

«Известные пожиратели материи, эти огромные черные дыры поглощают ее, по крайней мере, в пять-десять раз быстрее, чем обычные квазары», сказал астроном Бин Луо из Университета штата Пенсильвания, который возглавлял исследование.

Луо и его коллеги изучили данные, полученные Chandra X-ray от 51 квазаров, расположенных на расстоянии примерно от 5 млрд. до 11,5 млрд. световых лет от Земли. Эти квазары были выбраны потому, что они имели необычно слабые выбросы отдельных атомов, особенно углерода, в ультрафиолетовых длинах волн. Около 65% квазаров в этом новом исследовании светили гораздо слабее в рентгеновских лучах, примерно в 40 раз в среднем, чем обычные квазары.

Слабые ультрафиолетовые атомно-эмиссионные и рентгеновские потоки из этих объектов, могут быть важным ключом к разгадке вопроса о том, как сверхмассивная черная дыра втягивает материю. Компьютерное моделирование показало, что при низкой скорости притока, материя завихряется в направлении черной дыры в виде тонкого диска. Однако, если скорость притока высока, то диск может резко разбухнуть из-за давления от высокой радиации в тор, который окружает внутреннюю часть диска.

«Эта картина согласуется с нашими данными», — сказал соавтор исследования Джанфенг Ву из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс. «Если квазар врезан в толстую торообразную конструкцию из газа и пыли, то этот тор поглотит большую часть излучения, возникающего ближе к черной дыре, и не позволит ее ярким газам проникать дальше наружу, что ослабляет ультрафиолетовое атомно-эмиссионное и рентгеновское излучение».

Обычное равновесие между внутренним тяготением и внешним давлением будет также влиять на излучение.

Больше излучения будет испускаться в направлении, перпендикулярном толстому диску, а не вдоль диска, — считают ученые.

Важное следствие заключается в том, что эти «толстодисковые» квазары, возможно, являются черными дырами, растущими необычайно быстрыми темпами. Настоящее исследование и исследования предыдущих команд ученых предполагают, что такие квазары, возможно, были более распространены в ранней Вселенной, всего лишь через миллиард лет после Большого Взрыва. Их столь стремительный рост также может объяснить существование гигантских черных дыр в еще более ранние времена.