Článek
Vědci totiž nemůžou očekávat, že spočítají miliardy nebo dokonce biliony supermasivních černých děr, o kterých navíc pouze předpokládají, že by mohly existovat.
Hledání supertěžkých černých děr
Supermasivní černé díry nedávno pomáhalo hledat i několik teleskopů NASA. Takové, které jsou až miliardkrát těžší než Slunce.
Nový průzkum byl unikátní, protože bylo stejně pravděpodobné, že najdou masivní černé díry, které jsou skryté za hustými mračny plynu a prachu, stejně jako ty, které skryté nejsou.
Vědci ale musejí extrapolovat neboli použít známé zkušenosti či informace na oblast doposud neznámou nebo neprozkoumanou a pracovat s menší počtem vzorků, aby se nakonec dozvěděli o větší populaci. Pokud nějaká je.
Takže … Přesné měření „poměru“ skrytých supermasivních černých děr v daném vzorku pomáhá vědcům lépe odhadnout celkový počet supermasivních černých děr v celém vesmíru.
Závoj hustého prachu a dýmu
Podle nové studie publikované v časopise Astrophysical Journal vědci zjistili, že asi 35 % supermasivních černých děr je zakryté hrubou vrstvou, což znamená, že okolní mraky plynu a prachu jsou tak husté, že blokují i nízkoenergetické rentgenové světlo.
Podobně porovnatelné průzkumy již dříve zjistily, že supermasivních černých děr je takto zakrytých méně než 15 %. Vědci se domnívají, že skutečný podíl by měl však měl být spíše 50/50. Vycházejí tak na základě modelů růstu galaxií. Pokud budou další pozorování naznačovat, že je skryté výrazně méně než polovina supermasivních černých děr, vědci budou muset upravit některé klíčové představy, které mají o těchto objektech a upřesnit roli, kterou hrají při utváření galaxií.
Supermasivní černá díra obklopená torusem plynu a prachu je v uměleckém konceptu zobrazena ve čtyřech různých světelných vlnových délkách. Viditelné světlo (vpravo nahoře) a nízkoenergetické rentgenové záření (vlevo dole) jsou blokované torusem; infračervené (vlevo nahoře) je rozptýlené a reemitované; a některé vysokoenergetické rentgenové paprsky (vpravo dole) mohou pronikat torusem.
Skrytý poklad temných sil
Když pomineme, že jsou černé díry ze své podstaty temné, dokonce tak, že ani světlo nemůže uniknout jejich gravitaci, mohou to být také některé z nejjasnějších objektů ve vesmíru. Když se plyn dostane na oběžnou dráhu kolem supermasivní černé díry, jako když voda odtéká do odpadu, extrémní gravitace vytváří tak intenzivní tření a teplo, že plyn dosahuje stovek tisíc stupňů a vyzařuje tak jasně, že může zastínit všechny hvězdy v okolní galaxii.
Oblaka plynu a prachu, která obklopují a doplňují jasný centrální disk, mohou mít zhruba tvar torusu, nebo koblihy. Pokud je otvor pro koblihu obrácený k Zemi, jeho jasný centrální disk v něm je viditelný. Je-li kobliha vidět na okraji, jeho disk je zakrytý.
Dalekohledy NASA
Většina dalekohledů dokáže poměrně snadno identifikovat supermasivní černé díry tváří v tvář. Existuje však výjimka, kterou využili autoři nového článku: Torus absorbuje světlo z centrálního zdroje a znovu vyzařuje světlo s nižší energií v infračerveném rozsahu (vlnové délky o něco delší, než jaké mohou detekovat lidské oči). Koblihy v podstatě září infračerveným světlem.
Tyto vlnové délky světla byly detekované infračerveným astronomickým satelitem NASA IRAS, který v roce 1983 fungoval 10 měsíců a byl řízený laboratoří NASA Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii. Průzkumný dalekohled, který zobrazil celou oblohu, byl IRAS schopný vidět infračervené emise z mraků obklopujících supermasivní černé díry. A co je nejdůležitější, dokázalo stejně dobře zaznamenat černé díry hranou i tváří.
Černé díry nebo galaxie?
IRAS zachytil stovky počátečních cílů. Ukázalo se, že některé z nich nejsou černé díry skryté hrubou vrstvou prachu, ale galaxie s vysokou mírou tvorby hvězd, které vyzařují podobnou infračervenou záři.
Autoři nové studie tedy použili pozemní teleskopy ve viditelném světle k identifikaci těchto galaxií a jejich oddělení od skrytých černých děr. Pro potvrzení okrajových, silně zakrytých černých děr se vědci spoléhali na NASA NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), rentgenovou observatoř spravovanou JPL. Rentgenové záření je vyzařované některým z nejžhavějších materiálů v okolí černé díry.
Rentgenové záření s nižší energií je absorbované okolními mraky plynu a prachu, zatímco rentgenové záření s vyšší energií pozorované NuSTARem může pronikat a rozptylovat mraky. Detekce těchto rentgenových paprsků může trvat hodiny strávené pozorováním, takže vědci pracující s NuSTARem, ale nejprve potřebují dalekohled, jako je IRAS, aby jim řekl, kam se mají dívat.
