Na novo odkrite velikanske črne luknje prebivajo v pritlikavih galaksijah, kjer njihovo sevanje tekmuje s svetlobo obilnih mladih zvezd. kredit: Izvirna slika NASA in ESA/Hubble, umetniška zasnova črne luknje s curkom M. Polymera

Novo odkrite črne luknje v pritlikavih galaksijah osvetljujejo izvor supermasiva naše galaksije Črna luknja,

Skupina raziskovalcev pod vodstvom astronomov na oddelku za fiziko in astronomijo UNC-Chapel Hill je našla doslej nevidno zakladnico masivnih črnih lukenj v pritlikavih galaksijah. Novo odkrita črna luknja ponuja vpogled v življenjsko zgodbo supermasivne črne luknje v našem središču galaksija galaksija.

skrivajo na očeh

kot velikan spiralna galaksijaMlečna cesta naj bi nastala iz združitve več manjših pritlikavih galaksij. Na primer, Magellanovi oblaki, ki jih vidimo na južnem nebu, so pritlikave galaksije Ki se bo združil v galaksijo. Vsak škrat, ki pade vanjo, lahko s seboj prinese osrednjo masivno črno luknjo, desetino ali sto tisočkrat večjo maso našega Sonca, ki je potencialno usojena, da jo pogoltne. Centralna supermasivna črna luknja Rimske ceste,

Toda kako pogosto imajo pritlikave galaksije velikana Črna luknja To ni znano, kar pušča kritično vrzel v našem razumevanju, kako črne luknje in galaksije rastejo skupaj. nova raziskava, objavljena v astrofizični časopis 24. maj 2022 pomaga zapolniti to vrzel, saj razkriva, da so masivne črne luknje v pritlikavih galaksijah mnogokrat pogostejše, kot se je prej mislilo.

“Ta rezultat me je res presenetil, ker so bile te črne luknje prej skrite na očeh,” je povedal glavni avtor študije Mugdha Polimera in dr. študent Oddelka za fiziko in astronomijo.

pošiljanje mešanih sporočil

Črne luknje običajno zaznamo, ko aktivno rastejo, tako da porabljajo plin in zvezdni prah, ki se vrti okoli njih, zaradi česar močno žarijo.

Profesorica Sheela Kannappan, doktorica polimera Svetovalka na Oddelku za fiziko in astronomijo in soavtorica študije je primerjala črne luknje s kresnicami. “Kot kresnica vidimo črne luknje le, ko so prižgane – ko se širijo – in prižgane nam dajejo namig, koliko jih ne vidimo.”

Težava je v tem, da rastoče črne luknje žarijo s tipičnim visokoenergetskim sevanjem, lahko tudi mlade novorojene zvezde. Tradicionalno so astronomi ločili rastoče črne luknje od nastanka novih zvezd z diagnostičnimi testi, ki se zanašajo na podrobne značilnosti vidne svetlobe vsake galaksije, medtem ko se širijo po spektru kot mavrica.

Pot do odkritja se je začela, ko so podiplomski študenti, ki so delali s Knappanom, poskušali uporabiti te tradicionalne teste za podatke raziskav galaksij. Ekipa je ugotovila, da nekatere galaksije pošiljajo mešana sporočila – dva testa bi kazala na naraščajočo črno luknjo, tretji pa bi nakazal le nastanek zvezd.

“Prejšnje delo je izključilo tako dvoumne primere iz statistične analize, vendar sem bil šokiran, da bi lahko bile neodkrite črne luknje v pritlikavih galaksijah,” je dejal Knappan. Sumil je, da je bil tretji, včasih protislovni, test bolj občutljiv kot druga dva na specifične lastnosti škratov: njihovo preprosto elementarno sestavo (predvsem prvinski vodik in helij). veliki pok) in njihovo visoko stopnjo nastajanja novih zvezd.

Soavtor študije Chris Richardson, izredni profesor na univerzi Elon, je s teoretičnimi simulacijami potrdil, da se rezultati testa mešanih sporočil natančno ujemajo s tem, kar bi teorija napovedala za primordialno sestavo, pritlikavo galaksijo, ki močno tvori zvezde, v kateri je ogromna Črna luknja. “Dejstvo, da so moje simulacije združene s tistim, kar je ugotovila skupina Knappan, me je navdušilo pri raziskovanju posledic za razvoj galaksij,” je dejal Richardson.

Popis naraščajočih črnih lukenj

Polymera se je lotila izziva izdelave novega popisa rastočih črnih lukenj, s poudarkom na običajnih in mešanih vrstah sporočil. Pridobili so objavljene meritve spektralnih značilnosti vidne svetlobe za testiranje črnih lukenj v tisočih galaksijah, ki so jih našli v dveh raziskavah, ki jih je vodil Knappan. Ločljivost in EKO, Te raziskave vključujejo ultravijolične in radijske podatke, ki so idealni za preučevanje nastajanja zvezd, in imajo nenavadno zasnovo: medtem ko večina astronomskih raziskav izbere vzorce, ki dajejo prednost večjim in svetlejšim galaksijam, sta prisotna RESOLVE in ECO. Obstaja popoln seznam ogromnih količin galaksije. Vesolje časa, v katerem je veliko pritlikavih galaksij.

“Pomembno mi je bilo, da našega iskanja črne luknje ne preusmerim v pritlikave galaksije,” je dejal Polymera. “Toda ko sem pregledal celoten popis, sem ugotovil, da se nove vrste rastočih črnih lukenj skoraj vedno pojavljajo pri palčkih. Ko sem jih prvič videl, sem bil osupel nad številkami.”

Več kot 80 odstotkov vseh rastočih črnih lukenj, najdenih v pritlikavih galaksijah, je bilo novega tipa.

Rezultat je bil videti super. “Vsi smo bili panični,” je dejala Polymera. “Prvo vprašanje, ki sem si ga zastavilo, je bilo to: ali smo zamudili način, na katerega lahko samo ekstremna tvorba zvezd razloži te galaksije?” Vodil je podrobno iskanje alternativnih razlag, ki vključujejo nastanek zvezd, negotovosti modeliranja ali eksotično astrofiziko. Na koncu je bila ekipa prisiljena skleniti, da je na novo identificirana črna luknja resnična.

“Še vedno se ščipamo,” je dejal Kannappan. “Navdušeni smo, da bomo predstavili milijardo nadaljnjih idej. Črne luknje, ki smo jih našli, so osnovni gradniki supermasivnih črnih lukenj, kot so tiste v naši Rimski cesti. O njih se želimo naučiti veliko več.” “

Referenca: “Resolve and ECO: Iskanje nizkometalnih z~0 pritlikavih AGN kandidatov z uporabo optimizirane diagnostike emisijskih linij” Mugdha S. Polimera, Sheila J. Kannappan, Chris T. Richardson, Ashley S. Avtor: Bittner, Carlin Ferguson, Amanda J. Moffett, Kathleen D. Eckert, Jillian M. Bellovary in Mark A. Norris, 24. maj 2022, The Astrophysical Journal,
DOI: 10.3847/1538-4357/AC6595

To raziskavo je delno financirala Nacionalna znanstvena fundacija.