В нашей Вселенной, возможно, насчитывается от миллиардов до триллионов сверхмассивных черных дыр, масса которых как минимум в 100 000 раз больше массы Солнца, как утверждается в новом исследовании. Эти таинственные объекты, зачастую незаметные из-за плотных облаков газа и пыли, долгое время оставались вне поля зрения ученых. В настоящее время, благодаря разработке новых методов, астрономам удалось обнаружить сотни из них. Результаты исследования показывают, что примерно 35% сверхмассивных черных дыр скрыты подобным образом.
Чёрные дыры – одни из самых необычных объектов, встречающихся во Вселенной, формируются в процессе гравитационного коллапса массивных звёзд. В результате этого коллапса возникают области пространства, характеризующиеся настолько сильным гравитационным притяжением, что даже свет не может преодолеть его.
Существование сверхмассивных черных дыр в центрах крупных галактик считается общепринятой гипотезой, однако многие из них остаются неидентифицированными, что затрудняет их точный подсчет. Для более точной оценки их численности, в особенности в окрестностях нашей галактики, исследователи провели анализ ближайших галактик.
Астрономы способны выявить черную дыру в процессе поглощения ею окружающей материи. При приближении к ней вещество нагревается до очень высоких температур и начинает излучать свет и рентгеновские лучи, что служит непрямым доказательством существования черной дыры.
Не все черные дыры обладают высокой светимостью. Некоторые из них скрыты за облаками газа и пыли, которые не достигают температуры, необходимой для излучения света, из-за чего их невозможно обнаружить с помощью обычных телескопов.
по оценкам ученых, около трети массивных черных дыр скрыты в плотных облаках газа и пыли
Новое исследование, проведенное астрономами, выявило, что до 35% сверхмассивных черных дыр могут быть сокрыты в этих облаках. Этот показатель значительно превышает предыдущие оценки, которые составляли около 15%. Ученые даже высказывают предположение, что реальная доля скрытых объектов может достигать 50%. Эти черные дыры, вероятно, располагаются в центре удаленных галактик, что делает их труднодоступными для стандартных методов наблюдения.
Исследование, в Astrophysical Journal, показывает, что облака газа, маскирующие эти черные дыры, тем не менее, испускают слабое инфракрасное излучение. « Даже будучи скрытыми, эти объекты обнаруживаются благодаря тому, что окружающая пыль поглощает и повторно излучает свет в виде инфракрасного излучения », — поясняет Пошак Ганди, соавтор исследования и профессор астрофизики из Саутгемптонского университета. « Использование рентгеновского излучения позволяет заглядывать сквозь плотные газовые облака, подобно тому, как рентгеновская диагностика помогает врачам изучать внутренние органы человека ».
В рамках исследования астрономы применили данные, полученные с двух инструментов, фиксирующих инфракрасное излучение: инфракрасный спутник НАСА (IRAS), функционировавший в 1980-х годах, и ядерный спектроскопический телескоп (NuSTAR), предназначенный для регистрации рентгеновских лучей, исходящих от перегретой материи, окружающей черные дыры. « Я впечатлен тем, насколько ценными оказались данные, полученные с помощью IRAS и NuSTAR, особенно учитывая, что IRAS была запущена более 40 лет назад », — заявляет Питер Бурман, один из авторов исследования и астрофизик из Калифорнийского технологического института.
Проанализировав полученные данные, ученые обнаружили сотни потенциальных скрытых черных дыр. Дополнительные наблюдения, сделанные с помощью наземных телескопов, позволили подтвердить некоторые из них и отсеять другие, оказавшиеся молодыми галактиками, находящимися в процессе формирования. Исследователи полагают, что подобная методика может существенно продвинуть понимание количества и расположения сверхмассивных черных дыр во Вселенной.