Используя данные, полученные с помощью спектроскопического прибора для исследования темной энергии (DESI), международная группа астрономов совершила прорывное открытие. Им удалось составить крупнейший в истории каталог объектов-кандидатов в черные дыры средней массы, а также карликовых галактик с активными ядрами. Этот новый набор данных, который в три раза превышает все предыдущие подобные выборки, предоставляет ученым беспрецедентную возможность изучить ранние этапы эволюции черных дыр и их влияние на формирование галактик.
DESI представляет собой уникальный астрономический инструмент, установленный на телескопе в обсерватории Китт-Пик. Его ключевая особенность — способность одновременно улавливать и анализировать свет от 5000 различных галактик. Такой масштаб позволяет проводить детальные исследования крупнейших структур Вселенной. Проект финансируется Министерством энергетики США и координируется Национальной лабораторией им. Лоуренса в Беркли, объединяя усилия более 900 ученых из 70 институтов по всему миру.
На сегодняшний день DESI завершает четвертый год своей пятилетней миссии. К ее окончанию планируется проанализировать спектры около 40 миллионов галактик и квазаров. Уже сейчас, обработав первые 20% данных, собранных в первый год наблюдений, команда под руководством Рагадипики Пуча из Университета Юты получила спектры 410 000 галактик. Среди них оказалось 115 000 карликовых галактик, что и стало основой для нового открытия.
Революция в изучении черных дыр и карликовых галактик
Известно, что в центрах крупных галактик, подобных нашему Млечному Пути, находятся сверхмассивные черные дыры. Однако вопрос о том, существуют ли черные дыры в гораздо меньших карликовых галактиках, долгое время оставался открытым. Их сложно обнаружить из-за небольших размеров и тусклости. Наиболее надежный метод поиска — идентификация активных галактических ядер (АГЯ), которые представляют собой черные дыры, активно поглощающие окружающее вещество и излучающие при этом огромное количество энергии.
Анализ данных DESI привел к сенсационному результату: было выявлено 2500 карликовых галактик с признаками активного ядра. Это более чем в четыре раза превышает количество, известное из всех предыдущих исследований, где такие объекты составляли лишь 0,5% от выборки.
Обратите внимание: Команда ученых из Японии планирует провести орбитальные испытания первой в мире модели космического лифта.
Такое расхождение указывает на то, что подавляющее большинство черных дыр малой массы ранее просто не удавалось зафиксировать из-за ограничений наблюдательной техники.
Серия изображений карликовых галактик, являющихся кандидатами в активные галактические ядра, сделанных с помощью камеры Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru. Не менее важным стало обнаружение 300 кандидатов в черные дыры промежуточной массы (IMBH). Эти загадочные объекты занимают промежуточное положение между черными дырами звездной массы (образующимися при коллапсе звезд) и сверхмассивными гигантами в центрах галактик. Ученые полагают, что именно они могли быть "семенами", из которых впоследствии выросли сверхмассивные черные дыры. До этого открытия было известно лишь о 100-150 подобных объектах, что делает новый каталог DESI невероятно ценным для науки.
Технологический прорыв DESI и новые научные вопросы
Успех исследования стал возможен благодаря инновационной конструкции DESI. Прибор оснащен системой из 5000 позиционируемых оптических волокон, каждое из которых может быть точно наведено на центр конкретной галактики для сбора ее света.
Как объяснила Стефани Джуно, младший астроном из NOIRLab, меньший размер этих волокон позволил изолировать свет именно из центральных областей галактик, где находятся черные дыры. Это минимизировало "загрязнение" сигнала светом от звезд галактического диска, что и объясняет резкий рост обнаруженных активных ядер в карликовых галактиках.
Одним из самых интригующих результатов исследования стало несоответствие: из 300 обнаруженных черных дыр средней массы только 70 находились в карликовых галактиках с активными ядрами. Это ставит перед учеными новые фундаментальные вопросы. Существует ли разница в механизмах формирования черных дыр в галактиках разного типа? И как именно окружающая среда влияет на активизацию черной дыры?
Огромный массив данных, который продолжает собирать DESI, станет основой для ответов на эти вопросы. Ученые смогут напрямую сравнивать теоретические модели эволюции черных дыр с реальными наблюдениями, что позволит лучше понять, как первые черные дыры во Вселенной превратились в сверхмассивных монстров, которые мы наблюдаем сегодня.
Подробные результаты этого масштабного исследования были опубликованы в авторитетном журнале The Astrophysical Journal.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.