Астрономи нанесли на карту 25 тисяч гігантських чорних дір

Дослідники нанесли на карту неба 25 тисяч надмасивних чорних дір. В результаті вийшла сама детальна карта Всесвіту в своєму класі.

Досягнення описано в науковій статті, прийнятій до публікації в журнал Astronomy & Astrophysics. Поки ж можна ознайомитися з її препринтом.

У центрі (ядрі) кожної великої галактики знаходиться чорна діра масою в мільйони або навіть мільярди сонць. Потужна гравітація цього монстра змушує навколишню речовину падати на нього. При цьому матерія розжарюється і випускає випромінювання в самих різних діапазонах, від радіохвиль до рентгенівських променів.

Якщо чорна діра обідає речовиною особливо щільно, вона перетворюється в палаючий маяк, який видно в радіо- і інші телескопи, навіть якщо галактика дуже далека. Тоді астрономи говорять, що у цієї галактики активне ядро.

Такі ненажерливі чорні діри дуже цікавлять астрономів і досліджуються усіма можливими методами. Однак одним з найпродуктивніших способів їх вивчення є спостереження в радіотелескопи.

У радіоастрономічних архівах значаться десятки тисяч галактик з активними ядрами. Наприклад, в каталозі VLSS майже 70 тисяч радіоджерел, більшість з яких - саме такі галактики.

Рекорд швидкості: астрономи відкрили мільйон галактик за два тижні

Здавалося б, чим на цьому тлі примітна нова робота, в якій на карту нанесено трохи більше 25 тисяч надмасивних чорних дір? Однак є нюанс: нові дані отримані на унікальній системі радіотелескопів LOFAR.

Світлі точки на цій карті - це не зірки, а надмасивні чорні діри.

Автори нового дослідження спостерігали далекі галактики на радіочастотах від 42 до 66 мегагерц. У вчених дуже мало інформації про те, як виглядає небо в цьому діапазоні, хоча він дуже важливий для вивчення надмасивних чорних дір. Вся справа в іоносфері - шарі атмосфери Землі, наповненому зарядженими частинками. Іоносфера спотворює низькочастотні сигнали, що приходять з космосу. Дослідники порівнюють такі спостереження зі спробою розглянути світ зі дна басейну. До всього іншого, іоносфера - бурхливе середовище, і внесені нею спотворення постійно змінюються.

Щоб обійти шкідливий вплив цього шару атмосфери, ученим довелося неабияк потрудитися. Вони використовували 52 станції мережі LOFAR, розташовані в дев'яти європейських країнах. Автори об'єднали 256 годин спостережень і обробили їх на суперкомп'ютерах, вносячи нові поправки на вплив іоносфери кожні чотири секунди наглядового часу. Між іншим, на розробку і перевірку необхідного програмного забезпечення пішло кілька років.

Зате тепер наука має в своєму розпорядженні саму докладну карту неба на низьких радіочастотах за всю історію спостережень. Правда, поки вона охоплює лише 4% північної півкулі небесної сфери. Однак вчені не мають наміру зупинятися на досягнутому і з часом розраховують охопити своєю карткою все північне небо.