eso1124uk — Науковий реліз

Виберіть мову:

Що пробуджує надмасивні чорні діри?

Галактичні зіткнення не причетні, навіть в густо заповненому ранньому Всесвіті

13 липня 2011 р.

Нове дослідження об’єднаних даних від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO та Рентгенівської Космічної Обсерваторії XMM-Newton від ESA піднесло велику несподіванку. Більшість величезних чорних дір у центрах галактик за останні 11 млрд років не були пробуджені через злиття галактик, як воно відбувалося раніше.

В середині більшості, якщо не у всіх, великих галактик таїться надмасивна чорна діра із масою в мільйони, а подекуди навіть в мільярди разів більшою від маси Сонця. У багатьох галактик, включаючи наш Чумацький Шлях, центральна чорна діра спокійна. Але в центрах деяких галактиках, особливо на ранніх етапах розвитку Всесвіту [1], відбувається “пишне бенкетування” на речовині, котра інтенсивно випромінює після попадання в чорну діру.

Однією із нерозгаданих таємниць є те, яким чином матерія надходить із пробудженої чорної діри, викликаючи несамовиті спалахи в галактичному центрі, внаслідок чого він стає активним галактичним ядром. До теперішнього часу багато астрономів вважали, що більшість із цих активних галактичних ядер були пробуджені після злиття двох галактик, або після близького проходження однієї галактики повз другу, коли порушена матерія стає паливом для чорної діри. Проте результати нових досліджень показують, що ця ідея може бути хибною для багатьох активних галактик.

Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe, Garching, Німеччина) та міжнародна група вчених із наукової спільноти COSMOS [2], докладно обстежили більше 600 активних галактик, котрі знаходяться в добре вивченій ділянці неба під назвою “ділянка COSMOS” [3]. Як і очікувалося, астрономи виявили, що надзвичайно яскраві активні ядра були рідкістю в ті часи, коли більша частина активних галактик були помірно яскравими на протязі останніх 11 млрд років. Та це не було несподіванкою: нові дані показали, що переважна більшість цих поширених менш яскравих активних галактик не були викликані злиттям галактик [4]. Результати даних досліджень з’являться в The Astrophysical Journal.

Про наявність активних галактичних ядер свідчить рентгенівське випромінювання із околиць чорних дір, котре вловлює Рентгенівська Космічна Обсерваторія XMM-Newton від ESA. Згодом ці галактики спостерігалися при допомозі Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, котрий зміг виміряти відстані до них [5]. Об’єднавши спостереження, дослідна група змогла зробити тривимірну мапу, котра показує, де саме знаходяться активні галактики.

Знадобилося більше п’яти років, але ми змогли провести один із найбільших та найповніших переобліків активних галактик в рентгенівському промінні”, сказала Marcella Brusa, одна із авторів дослідження.

Астрономи могли б використовувати цю нову мапу, щоб дізнатися, як саме активні галактики були розподілені та порівняти це із теоретичними передбаченнями. Вони також могли б побачити, як цей розподіл змінювався із віком Всесвіту на всьому шляху його розвитку, починаючи від 11 млрд років тому і майже до сьогодення.

Вчені виявили, що активні ядра переважно зустрічаються в великих масивних галактиках з великою кількістю темної матерії [6]. Це було несподіванкою і не узгоджується з теоретичним передбаченням: якщо найбільші активні ядра були наслідком злиття та зіткнення між галактиками, то очікувалося, що вони будуть знайдені в галактиках з помірною масою (приблизно трильйон мас Сонця). Дослідна група виявила, що найбільш активні ядра знаходяться в галактиках із масами приблизно в 20 раз більшими від передбачених в теорії злиття.

Ці нові результати дадуть нам нове розуміння того, як надмасивні чорні діри починають своє живлення”, сказала Viola Allevato, котра є провідним автором нової статті. “Вони показують, що чорні діри зазвичай живляться від процесів усередині галактики, на кшталт дисків нестабільностей та спалахів зореутворення, на відміну від галактичних зіткнень.”

Alexis Finoguenov, котрий керував роботою, укладає: “Навіть у далекому минулому, до майже 11 млрд років тому, галактичними зіткненнями можна пояснити тільки невеликий відсоток виникнення помірно яскравих активних галактик. У ті часи галактики були ближчими одна до одної, тобто нами очікувалося більше злиттів, ніж в недавньому минулому. Так що нові результати є іще більш дивними”.

Примітки

[1] Найяскравіші активні галактики були поширені у Всесвіті приблизно 3-4 млрд років після Великого Вибуху. Менш яскраві об’єкти були дещо пізніше, головним чином приблизно приблизно 8 млрд років після Великого Вибуху.

[2] Нове дослідження грунтується на двох великих європейських астрономічних програмах: на XMM-Newton огляді ділянки неба під назвою COSMOS, котрий очолює професор Günther Hasinger, та на огляді zCOSMOS від ESO на чолі з професором Simon Lilly. Наукові дані програми є частиною ініціативи COSMOS, міжнародної співпраці спостережень ділянки неба із використанням Космічного Телескопа Хаббл від NASA/ESA, космічних рентгенівських телескопів XMM-Newton від ESA та Chandra від NASA, а також Космічного Інфрачервоного Телескопа Спітцер від NASA та додаткових спостережень на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO та від інших наземних обсерваторій.

[3] Ділянка COSMOS - це область неба в сузір’ї Секстант, котра приблизно в десять разів більша від повного Місяця. Вона була картографована на різних довжинах хвиль багатьма телескопами, так що ряд досліджень та пошуків можуть отримати вигоду з цього величезного обсягу даних.

[4] Робота (heic1101), опублікована в минулому році завдяки Космічному Телескопу Хаббл від NASA/ESA, показала, що не було ніякого вагомого зв’язку між активними ядрами галактик та злиттям, на прикладі близьких галактик. Це дослідження зазирнуло вглиб минулого на приблизно 8 млрд років, але нова наукова робота просуває даний висновок іще на 3 млрд років раніше, коли галактики були іще ближче одна до одної.

[5] Щоб розщепити слабке світло від галактик на його складові кольори, дослідна група використовувала спектрограф на VLT. Подальший ретельний аналіз дозволив визначити червоний зсув, котрий дав величину “розтягування” світла в результаті розширення Всесвіту від моменту, коли воно покинуло галактики. Це дозволило оцінити відстань до них. Оскільки світло поширюється з кінцевою швидкістю, то воно показує нам, як далеко в часі ми бачимо ці далекі об’єкти.

[6] Темна матерія є загадковою субстанцією, котра формує невидимі складники більшості, якщо не всіх, галактик, як активних, так і ні, у тому числі і наш Чумацький Шлях. Автори оцінили обсяг маси темної матерії в кожній галактиці, що вказує на їх повні маси, через розподіл галактик у новому дослідженні.

Детальніше

Це дослідження було представлено в статті, яка з'явиться в The Astrophysical Journal у липні 2011 року. 

Дослідна група у складі V. Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik [IPP]; Excellence Cluster Universe, Garching, Germany), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik [MPE], Garching, Germany and University of Maryland, Baltimore, USA), N. Cappelluti (INAF-Osservatorio Astronomico de Bologna [INAF-OA], Italy and University of Maryland, Baltimore, USA), T.Miyaji (Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Ensenada, Mexico and University of California at San Diego, USA), G. Hasinger (IPP), M. Salvato (IPP, Excellence Cluster Universe, Garching, Germany), M. Brusa (MPE), R. Gilli (INAF-OA), G. Zamorani (INAF-OA), F. Shankar (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany), J. B. James (University of California at Berkeley, USA and University of Copenhagen, Denmark), H. J. McCracken (Observatoire de Paris, France), A. Bongiorno (MPE), A. Merloni (Excellence Cluster Universe, Garching, Germany and MPE), J. A. Peacock (University of California at Berkeley, USA), J. Silverman (University of Tokyo, Japan) та A. Comastri (INAF-OA).

ESO, Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту.

В даний час, ESO планує 40 метрового класу Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим в світі оком в небо".

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Dr Alexis Finoguenov
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching, Germany
Телефон: +49 89 30000 3644
Email: alexis@mpe.mpg.de

Viola Allevato
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe
Garching, Germany
Телефон: +49 89 3299 1558
Email: viola.allevato@ipp.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1124.
Bookmark and Share

Про реліз

Реліз №:eso1124uk
Назва:Active Galactic Nuclei
Тип:• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:Very Large Telescope, XMM-Newton
Science data:2011ApJ...736...99A

Зображення

The COSMOS field
The COSMOS field
тільки на англійській
The COSMOS field in the constellation of Sextans
The COSMOS field in the constellation of Sextans
тільки на англійській
Wide-field view of the COSMOS field
Wide-field view of the COSMOS field
тільки на англійській
The COSMOS field (unannotated)
The COSMOS field (unannotated)
тільки на англійській

Також дивіться наші