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2025-01-30 09:26:00
超大型のブラックホールとその降着ディスクを囲む厚いダストトーラスの芸術的なイラスト。クレジット：ESA / V.ベックマン（NASA-GSFC）
NASAのIRAとNustar望遠鏡のデータを組み合わせることにより、科学者は以前の推定が示唆したよりも多くの隠れた超大型ブラックホールを発見しました。
彼らの発見は、これらのブラックホールの3分の1以上が厚いガスとほこりによって不明瞭になっており、銀河の成長と進化に影響を与えることを示しています。この研究は、アーカイブ赤外線データと最新のX線観測を組み合わせて、これらの不思議な宇宙物体をよりよく理解する力を示しています。
スーパーマッシブなブラックホールの空を検索します
複数のNASA望遠鏡は最近、科学者が超高Massiveブラックホールを探索するのに役立ちました。この調査をユニークにしているのは、ガスとほこりの厚い雲の後ろに隠れている両方のブラックホールとそうでないブラックホールを検出する能力です。
天文学者は、宇宙のほぼすべての大きな銀河には、その中心に超天重のようなブラックホールがあると信じています。しかし、この理論を証明することは挑戦的です。なぜなら、宇宙全体のこれらのブラックホールの数十億または数兆を数えることは不可能だからです。代わりに、科学者は小さなサンプルを分析し、それらを使用してより大きな集団を推定します。特定のサンプル内に隠されているブラックホールの数を正確に判断することにより、研究者は宇宙の超大規模なブラックホールの総数についてより良い予測を行うことができます。
ガスとほこりのトーラスに囲まれた超高Massiveブラックホールは、このアーティストのコンセプトで4つの異なる波長の光に描かれています。目に見える光（右上）および低エネルギーX線（左下）は、トーラスによってブロックされています。赤外線（左上）が散らばって再放棄されます。また、いくつかの高エネルギーX線（右下）がトーラスに浸透する可能性があります。クレジット：NASA/JPL-Caltech
隠された宝物：暗闇を照らします
ブラックホールは本質的に暗いです – 光でさえ重力を逃れることができませんが、それらは宇宙の最も明るいオブジェクトの一部でもあります。排水溝を旋回するように、ガスが超大量のブラックホールの周りに軌道に引っ張られると、極端な重力は生み出しますガスが数十万度に達し、非常に明るく放射するほどの激しい摩擦と熱により、周囲の銀河のすべての星を圧倒することができます。
明るい中央のディスクを囲み、補充するガスとほこりの雲は、トーラスまたはドーナツの形を大まかにする可能性があります。ドーナツの穴が地球に向かっている場合、その中の明るい中央ディスクが見えます。ドーナツがエッジオンに見える場合、ディスクは不明瞭になります。
このアーティストのコンセプトには、超大型のブラックホールを囲むガスとほこりの厚いトーラスが示されています。トーラスは、ブラックホールに落ちる材料によって生成される光を曖昧にする可能性があります。 NASA望遠鏡による観察は、科学者がこれらの隠されたブラックホールのより多くを特定するのに役立ちました。クレジット：NASA/JPL-Caltech
現代の望遠鏡で隠された巨人を特定する
ほとんどの望遠鏡は、エッジオンのものではありませんが、かなり簡単に表面的なスーパーマッシブブラックホールを識別できます。しかし、これには、新しい論文の著者が利用したという例外があります。トーラスは中央のソースから光を吸収し、赤外線範囲の低エネルギー光を再排出します（人間の目が検出できるものよりもわずかに長い波長）。本質的に、ドーナツは赤外線で輝きます。
これらの光の波長は、NASAの赤外線天文衛星によって検出されました。 IRA、1983年に10か月間運営され、南カリフォルニアのNASAのジェット推進研究所によって管理されました。空全体を画像化した調査望遠鏡では、IRAは超大規模なブラックホールを取り巻く雲から赤外線排出量を見ることができました。最も重要なことは、エッジオンとフェイスオンのブラックホールを等しくよく見つけることができることです。
焦点面の検出器（左）から光学モジュール（右）を分離する30フィート（10メートル）マストを備えたNustar宇宙船の図。この分離は、X線を検出するために使用される方法に必要です。クレジット：NASA/JPL-Caltech
より明確な画像の観測を組み合わせる
IRAは何百もの初期ターゲットをキャッチしました。それらのいくつかは、ひどくあいまいなブラックホールではなく、同様の赤外線輝きを放出する星形成の速度が高い銀河であることが判明しました。そのため、新しい研究の著者は、地上ベースの可視光望遠鏡を使用して、それらの銀河を特定し、隠されたブラックホールから分離しました。
エッジオン、非常に不明瞭なブラックホールを確認するために、研究者はNASAのNustar（核分光テレススコープアレイ）に依存していました。 X線は、ブラックホールの周りで最もホットな素材のいくつかによって放射されます。低エネルギーX線は、ガスとダストの周囲の雲に吸収されますが、Nustarによって観察される高エネルギーX線は雲を浸透させて散乱させる可能性があります。これらのX線を検出すると、何時間もの観察が必要になる可能性があるため、Nustarと協力する科学者は、最初にIRAのような望遠鏡を必要として、どこを見るべきかを伝える必要があります。
カリフォルニア州パサデナのカルテックの天体物理学者であるピーター・ブールマンの研究は、次のように述べています。 「それは、望遠鏡アーカイブのレガシー価値と、複数の楽器と波長の光を一緒に使用する利点を示していると思います。」
ブラックホールの成長と影響を理解する
非ヒッドの穴と比較して隠されたブラックホールの数を決定することは、科学者がこれらのブラックホールがどのように大きくなるかを理解するのに役立ちます。それらが材料を消費して成長する場合、かなりの数のブラックホールを厚い雲に囲まれ、潜在的に不明瞭にする必要があります。ブルマンと彼の共著者は、彼らの研究がこの仮説を支持していると言います。
さらに、ブラックホールは、主に銀河の成長方法に影響を与えることによって、彼らが住んでいる銀河に影響を与えます。これは、ガスとダストの巨大な雲に囲まれたブラックホールが、無限ではなく膨大な量の材料を消費できるためです。ブラックホールに一度に落ちすぎると、ブラックホールが過剰を咳をし始め、銀河に戻ってきます。それは、星が形成されている銀河内にガス雲を分散させ、そこで星形成の速度を遅くすることができます。
「ブラックホールがなければ、銀河ははるかに大きくなるでしょう」と、英国のサウサンプトン大学の天体物理学の教授であり、新しい研究の共著者であるPoshak Gandhi氏は述べています。 「それで、天の川の銀河に超天重のようなブラックホールがなかったら、空にはもっとたくさんの星があるかもしれません。それは、ブラックホールがギャラクシーの進化にどのように影響するかの例のほんの一例です。」
参照：「Nustar Local Agn nH分布調査（Nulands）。 I.ピーター・G・ブオルマン、ポーシャク・ガンジー、ヨハネス・ブッフナー、ダニエル・スターン、クラウディオ・リッチ、ダニエル・アスマス、フィオナ・A・ハリソン、ジージズ・スヴォボダ、クレア・グリーン、マイケル・グリーン、マイケル・グリーン、マイケル・グリーン、ピーター・G・ブールマン、地元の宇宙の真の代表的な柱密度分布に向けて」 J. Koss、David M. Alexander、Adlyka Annuar、Franz E. Bauer、William N. Brandt、Murray Brightman、Francesca Civano、Chien-Ting J. Chen、Duncan Farrah、Karl Forster、Brian Grefenstette、Sebastian F.Hönig、Adam B.ヒル、エリアス・カンムーン、ジョージ・ランズベリー、ローラン・ランツ、ステファニー・ラマッサ、クリスティン・マドセン、ステファノ・マルケシ、マシュー・ミドルトン、ベアトリス・ミンゴ、マイケル・L・パーカー、エゼキエル・トレイスター、ヨシヒロウダ、C。 、 天体物理ジャーナル。
2：10.3847/1538-4357/AD8236
Nustarの詳細
カリフォルニア州が率い、ワシントンのエージェンシーの科学ミッション局のために南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所が管理する小さなエクスプローラーミッションでは、デンマーク工科大学およびイタリア宇宙機関（ASI）と提携して開発されました。宇宙船は、バージニア州ダレスにあるOrbital Sciences Corp.によって建設されました。 Nustarのミッションオペレーションセンターは、カリフォルニア大学バークレー校にあり、公式のデータアーカイブはNASAの高エネルギーAstrophysics Science Archive Research Centerにあり、NASAのゴダード宇宙飛行センターにあります。 ASIは、ミッションの地上局とミラーデータアーカイブを提供します。 CaltechはNASAのJPLを管理します。
#NASAは超高Massiveブラックホールの隠された宇宙を発表します