Охота на первородные черные дыры вышла на новый уровень
Считается, что формирование и рост большинства галактик за всю историю Вселенной были вызваны сверхмассивными черными дырами, растущими вместе с принимающей их галактикой, когда они собирают вещество, достигая при этом миллионов солнечных масс. Погоня за ранними стадиями этих экстремальных объектов — одна из задач мощных телескопов будущего.
Новая и всеобъемлющая оценка в настоящее время представлена в исследовании, проведенном исследователями из Института астрофизики и Сэнсью до Эспасо (США). Исследование предсказывает количество очень молодых галактик с активными сверхмассивными черными дырами в их ядрах, которые должны были существовать, когда Вселенная составляла менее 7 процентов своего нынешнего возраста. Исследование было л опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества и представлено на этой неделе на собрании SPARCS IX, где обсуждаются наука и технологии будущего радиотелескопа «Квадратный километраж» (SKA).
Результаты могут служить ориентиром для наиболее эффективных планов наблюдений для СКА и Рентгеновской космической обсерватории «Афина» ЕКА. Обе обсерватории будут использоваться, чтобы заглянуть в один и тот же период истории вселенной.
«Например, в прошлой белой книге «Афины» упоминается прогноз сверхмассивных черных дыр на порядок меньше, чем мы обнаружили. Они будут использовать свой результат для составления предварительного плана будущих исследований. Наши результаты теперь могут быть использованы для улучшения стратегии и подготовить более эффективные опросы «.
Авторы расширили предыдущую работу, проделанную другими в видимой и рентгеновской частях спектра, добавляя прогнозы для радио и рентгеновских наблюдений, а также для более отдаленной Вселенной. В этом контексте рентгеновские лучи производятся очень горячей материей, которая очень быстро спирализируется при падении на черную дыру и сигнализирует галактикам, центры которых обращены к Земле. Радиоизлучение, с другой стороны, часто сигнализирует о галактиках, видимых по краям, и создается мощными струями частиц, выбрасываемых из окрестностей черной дыры и взаимодействующих с газом за пределами галактики.
Используя восемь вычислительных моделей, разработанных другими командами, и применяя современные знания об эволюции галактик, исследователи предсказали, что в области неба размером с полную луну «Афина» сможет определить активность рентгеновского излучения из примерно 2500 сверхмассивных черных дыр в ядра очень молодых галактик в ранней вселенной. Результаты показывают, что радиоизлучение будет менее распространенным в эти ранние века, но такие мощные телескопы, как СКА, все же смогут идентифицировать десятки этих источников в той же области неба.
Вычислительные модели были разработаны и отрегулированы с использованием наблюдений за средами, в которых эволюционируют галактики в соседней вселенной. Одним из ограничений моделей, подтвержденных этим исследованием, является их слабая способность предсказывать несколько очень ярких активных галактических центров, которые, как известно, существуют в отдаленные эпохи. Увеличение размера моделирования и вычислительных ресурсов необходимо, чтобы преодолеть это ограничение и правильно понять, как появились и эволюционировали первые галактики и сверхмассивные черные дыры.
«Эта работа доказывает предсказательную силу современных современных моделей формирования галактик и поможет нам лучше использовать создаваемые мощные телескопы», — отметил Хосе Афонсо из IA и FCUL, и второй. автор статьи. «В то же время это также показывает, где наше понимание первых активных галактик все еще нуждается в улучшении, что потребует всех наших усилий по наблюдению в ближайшие годы. Раннюю вселенную все еще трудно объяснить».
