Охота на “Черные дыры”
Космический аппарат НАСА – “охотник” за черными дырами, “NuSTAR”, “положил в мешок” свой первый трофей – 10 сверхмассивных черных дыр. В данной миссии используется телескоп, оборудованный “мачтой” размером со школьный автобус, первый телескоп, способный фокусировать рентгеновское излучение высокой энергии c формированием изображений, обладающих высочайшим разрешением…
На фото: цветное оптическое изображение галактик, представленное здесь, получено с использованием наложения данных, зафиксированных в рентгеновском диапазоне (сиреневый) с помощью космического телескопа НАСА “NuSTAR” (Nuclear Spectroscopic Telescope Array).
Обнаруженные новые черные дыры – всего лишь первые из сотен черных дыр, которые планируется обнаружить в рамках данной миссии в следующие два года. Гигантские структуры – черные дыры, окруженные плотными газовыми дисками, – находятся в центрах галактик, удаленных от Земли на расстояние от 0,3 до 11,4 миллиарда световых лет.
“Эти черные дыры мы обнаружили по счастливой случайности”,– объясняет Дэвид Александр (David Alexander), участник группы, работающей в соответствии с программой NuSTAR, с кафедры физики Даремского университета в Англии, и ведущий автор новой исследовательской работы, опубликованной в выпуске Астрофизического журнала (Astrophysical Journal) от 20 августа. “Мы рассматривали известные объекты и заметили на заднем плане изображений черные дыры”.
Предполагается, что в ходе миссии будут обнаружены и другие случайные находки, такие как эти. Наряду с целенаправленными обзорами определенных участков неба, предусмотренными программой NuSTAR, группа ученых планирует провести тщательный анализ сотен изображений, полученных с помощью телескопа, чтобы обнаружить черные дыры, попавшие в кадр случайно.
Поскольку были идентифицированы 10 черных дыр, исследователи решили “прошерстить” все предыдущие снимки, полученные с помощью рентгеновской обсерватории НАСА “Чандра” и обсерватории рентгеновских исследований с помощью многоэлементных зеркал “XMM-Newton” Европейского космического агентства, двух дополняющих друг друга космических телескопов, которые регистрируют низкоэнергетическое рентгеновское излучение. Ученые обнаружили, что интересующие объекты зафиксированы и на более ранних снимках. Но до проведения наблюдений с помощью “NuSTAR” они не привлекали внимания в качестве каких-либо необычных объектов, требующих более внимательного рассмотрения.
Используя объединенные результаты наблюдений, полученные во всем рентгеновском диапазоне, астрономы надеются раскрыть неразгаданные тайны черных дыр. Например, сколько черных дыр в космос]космосе[/url]?
“Мы существенно приблизились к разгадке тайны, которая попала в поле нашего зрения еще в 1962 году”, – говорит Александр. “Уже тогда астрономы заметили свечение диффузного рентгеновского излучения на фоне нашего неба, но не могли объяснить его происхождение. Теперь мы знаем, что удаленные сверхмассивные черные дыры являются источниками этого свечения, но нам был необходим такой телескоп как “NuSTAR”, чтобы впоследствии обнаружить и понять происхождение популяций черных дыр”.
Упомянутое рентгеновское свечение, которое называется космическим рентгеновским фоном, достигает своего максимума на частотах высокоэнергетического излучения, регистрировать которое и будет телескоп “NuSTAR”, специально разработанный для этих целей, поэтому данная миссия является ключом к разгадке, каковы источники, порождающие такое свечение. Орбитальная обсерватория “NuSTAR” может также обнаружить большинство невидимых сверхмассивных черных дыр, которые скрываются за плотной стеной газа.
“Высокоэнергетическое (жесткое) рентгеновское излучение может проникать даже через значительные количества пыли и газа, которые обычно окружают плотным кольцом активные сверхмассивные черные дыры”, – рассказывает Фиона Харрисон (Fiona Harrison), соавтор данной работы и научный руководитель программы NuSTAR, из Калифорнийского технологического института, Пасадена.
Данные, полученные с помощью телескопа НАСА, производящего глобальный обзор неба в инфракрасном диапазоне, Wide-field Infrared Survey Explorer, или “WISE”, и космического телескопа “Спитцер”, также восполняют недостающие пробелы в картине, дающей полное представление о черных дырах, позволяя определить массы их родных галактик.
“Предварительные результаты, полученные нами, показывают, что более удаленные сверхмассивные черные дыры находятся внутри еще более крупных галактик”, – утверждает Дэниел Стерн (Daniel Stern), соавтор работы и научный сотрудник программы NuSTAR из Лаборатории реактивного движения, НАСА, в Пасадене, штат Калифорния. “Это вполне возможно. В те далекие времена, когда Вселенная была моложе, гораздо чаще случались столкновения и слияния крупных галактик, а также их бурный рост”.
Дальнейшие наблюдения позволят получить более подробную информацию о происхождении этих ужасных черных дыр, близких и далеких. Помимо того, что телескоп “NuSTAR” охотится за удаленными черными дырами, он также будет заниматься поиском других экзотических объектов в пределах нашей Галактики Млечный Путь.
NuSTAR – это малая исследовательская программа, реализуемая по инициативе Калифорнийского технологического института в Пасадене, руководство которой осуществляет Лаборатория реактивного движения, НАСА, также базирующаяся в Пасадене, от имени Управления научных программ НАСА в Вашингтоне. Корпорация Orbital Sciences Corporation (Даллас, штат Вирджиния, США) построила космический аппарат. В создании и конструировании инструментальных средств, установленных на аппарате, принимал участие консорциум, включая Калифорнийский технологический институт (Caltech); Лабораторию реактивного движения (JPL); Калифорнийский университет (UC) в Беркли; Колумбийский университет, Нью-Йорк; Центр космических полетов имени Годдарда, НАСА, в Гринбелте, штат Мэриленд; Датский технический университет в Дании; Ливерморскую национальную лабораторию имени Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния; а также ATK «Аэрокосмические системы», Голета, штат Калифорния, при поддержке Научно-информационного центра Итальянского космического агентства (ASI).
Центр обеспечения полета орбитальной обсерватории “NuSTAR” находится в Калифорнийском университете (UC) в Беркли; Итальянское космическое агентство предоставило в распоряжение наземную экваториальную станцию, расположенную в Малинди, Кения. Центр информационно-разъяснительной работы в рамках данной миссии находится в Университете штата Калифорния в округе Сонома, Ронерт-Парк, Калифорния. Центр космических полетов имени Годдарда руководит исследовательской программой НАСА. Калифорнийский технологический институт осуществляет руководство Лабораторией JPL от имени НАСА.
