|
Черные дыры бросают вызов законам физики
|
|
|
|
Согласно новаторскому исследованию исследователей Национального института астрофизики (INAF), которое бросает вызов нашему нынешнему пониманию Вселенной, сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца, формировались гораздо быстрее, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Ученые INAF проанализировали данные рентгеновского диапазона, полученные космическими телескопами XMM-Newton и Chandra, которые сканировали самые отдаленные квазары, когда-либо наблюдавшиеся. Неожиданные результаты исследователей свидетельствуют о быстрой и интенсивной аккреции черных дыр во время космического рассвета - периода ранней Вселенной, когда образовались первые галактики и черные дыры.
|
|
|
|
Квазар - это сверкающий вихрь газа и пыли, падающий в сверхмассивную черную дыру, образующую центр галактики. Невероятная энергия, выделяемая черной дырой, питает светящуюся галактику, которая может быть даже ярче звезд внутри нее. Из-за своей яркости квазары видны в огромных пространствах космоса.
|
|
|
|
Рентгеновские секреты сверхмассивных черных дыр
|
|
|
|
Анализ рентгеновских лучей, испускаемых этими сверхмассивными черными дырами, дал неожиданные результаты. Корреляция между формой рентгеновского излучения и скоростью, с которой вещество выбрасывалось из квазаров, была очевидна, что показало ученым INAF, что скорость ветра связана с температурой газа в короне, откуда исходят рентгеновские лучи, наиболее близкие к черной дыре.
|
|
|
|
|
|
|
Появление короны было связано с ростом черной дыры, демонстрируя "суперэддингтоновскую" скорость расширения, превышающую теоретический предел Эддингтона по скорости аккреции. Этот предел определяет максимальную скорость, с которой может расти черная дыра, хотя другие недавние открытия также предполагают, что во Вселенной существуют более высокие скорости аккреции. В этом случае низкое рентгеновское излучение привело к низкой температуре короны в квазарах с высокой скоростью ветра, а высокая рентгеновская температура горячей короны привела к более медленным квазарам.
|
|
|
|
“Наша работа предполагает, что сверхмассивные черные дыры в центре первых квазаров, образовавшиеся в течение первого миллиарда лет существования Вселенной, возможно, на самом деле очень быстро увеличивали свою массу, бросая вызов ограничениям физики”, - сказала ведущий автор исследования Алессия Тортоса из INAF в Риме. “Открытие этой связи между рентгеновским излучением и ветрами имеет решающее значение для понимания того, как такие большие черные дыры могли образоваться за столь короткое время, что дает конкретный ключ к разгадке одной из величайших загадок современной астрофизики”.
|
|
Исследование квазаров HYPERION
|
|
|
|
Космический телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства (ЕКА) зафиксировал 700 часов наблюдения квазаров в период с 2021 по 2023 год. Телескопы выполнили это в рамках программы INAF XMM-Newton Heritage под руководством Луки Заппакосты в рамках проекта HYPERION, который фокусируется на наблюдении сверхсветящихся квазаров ранней Вселенной.
|
|
|
|
“В программе HYPERION мы сосредоточились на двух ключевых факторах: с одной стороны, на тщательном отборе квазаров для наблюдения, выбирая титаны, то есть те, которые накопили как можно больше массы, и, с другой стороны, на углубленном изучении их свойств в рентгеновских лучах, это то, чего никогда раньше не пытались сделать с таким большим количеством объектов времен космической зари”, - объяснил глава HYPERION Лука Заппакоста.
|
|
|
|
“Мы сорвали джекпот!” - прокомментировала результаты своей команды Заппакоста в недавнем заявлении.
|
|
|
|
“Полученные нами результаты действительно неожиданны, и все они указывают на суперэддингтоновский механизм роста черных дыр. Это явление бросает вызов нашему нынешнему пониманию формирования и роста черных дыр”.
|
|
Миссия продолжается
|
|
|
|
Отдаленные квазары будут по-прежнему оставаться в центре внимания ученых в ближайшие десятилетия. НАСА и ЕКА планируют серию миссий, связанных с изучением рентгеновских лучей, в период с 2030 по 2040 год. Эти миссии, включая ATHENA, AXIS и Lynx, будут основаны на работе команды Tortosa и более широком проекте HYPERION.
|
|
|
|
Результаты миссий HYPERION не только помогут в разработке научных приборов нового поколения, но и приведут к новому пониманию космического прошлого и его самых ранних образований, что породит новые вопросы и направления для исследований.
|
|
|
|
Источник
|
