Космическая рентгеновская обсерватория Chandra выполнила достаточно длительную программу наблюдений за глубинами космического пространства и произвела на свет снимок, демонстрирующий огромное количество сверхмассивных черных дыр.
Эти черные дыры являются яркими источниками рентгеновского излучения, они, как правило, находятся в центре массивных галактик, некоторые из которых находятся на удалении миллиардов световых лет и относятся к самому раннему периоду существования Вселенной.
Глядя на этот снимок, и не зная его контекста, очень трудно оценить уровень его глубины. Для того, чтобы получить данный снимок обсерватории Chandra потребовалось непрерывно “смотреть” на один и тот же участок неба на протяжении 7 миллионов секунд, 11.5 недель. Это было сделано для того, чтобы датчик обсерватории смог захватить необходимое количество фотонов рентгеновского “света”, пролетевших в космосе расстояние в многие миллиарды световых лет, что, в свою очередь, позволило обсерватории увидеть даже самые тусклые и самые удаленные космические объекты.
Данные наблюдения в чем-то родственны наблюдениям телескопа Hubble Space Telescope, выполненным в рамках программы Deep Field. Телескоп Hubble показал нам, что вроде бы пустые области ночного неба на самом деле заполнены практически невидимым светом от тысяч неоткрытых еще галактик. А наблюдения обсерватории Chandra показали нам, что весь космос достаточно плотно заполнен сверхмассивными черными дырами.
Анализируя полученные данные, ученые-астрономы пришли к выводу о том, что в области неба, размером с полную Луну, может быть найдено в среднем 5 тысяч источников рентгеновского излучения. А на всем небе количество таких источников исчисляется миллиардами.
Каждая точка на снимке, который можно увидеть в максимальном разрешении и качестве по этому адресу, представляет собой отображение яркого источника рентгеновского излучения. 70 процентов из всех этих источников являются огромными черными дырами, масса которых от 100 тысяч до миллиардов раз превышает массу нашего Солнца. Совмещая данный рентгеновский снимок со снимками, сделанными телескопом Hubble в других диапазонах электромагнитного спектра, ученые подтвердили, что большая часть ярких черных дыр располагается именно в центре окружающей их галактики.
Эти черные дыры притягивают к себе огромное количество материи из окружающего пространства. Материя, приближаясь к горизонту событий черной дыры, разогревается и превращается в высокотемпературную плазму из которой формируется квазар, излучающий в окружающее пространство огромное количество энергии в виде различного излучения, включая и рентгеновское.
Самые дальние источники рентгеновского излучения, представленные на снимке, находятся на удалении 12.5 миллиардов световых лет от нас. По мнению ученых они являются не цельными черными дырами, а скоплениями небольших черных дыр, масса которых в 5-10 раз превышает массу Солнца. Эти черные дыры активно набирают массу, потребляя материю из окружающих их плотных облаков космического газа, и через какое-то время они начнут притягиваться друг к другу, сливаться, порождая гравитационные волны и более массивные черные дыры.
Поскольку рентгеновское излучение, регистрируемое обсерваторией Chandra, прибывает к нам из различных временных эпох, ученые получили в своем роде машину времени, которая позволяет им заглянуть очень далеко назад, изучить процессы формирования и развития огромных космических объектов, начиная с момента, когда возраст Вселенной составлял около 2 миллиардов лет с момента Большого Взрыва.
И в заключении следует отметить, что данный снимок и сопутствующий ему огромный набор других научных данных обеспечат работой астрономов на несколько лет вперед. Но уже и сейчас, спустя немного времени после получения данного снимка, ученым уже удалось сделать несколько открытий разной научной величины и важности. Эти открытия связаны в первую очередь, с пониманием процессов формирования и развития черных дыр в центрах галактик, процессов, которые не были и не являются хорошо изученными в настоящее время. Открытия второго вида имеют отношение к вопросу, почему в ранние периоды существования Вселенной в ней произошел сильный всплеск роста “популяции” черных дыр, который потом замедлился и стал идти медленными, но стабильными темпами.