Чандра обяснява защо черните дупки спират растежа си

Ваня Милева Последна промяна на 25 March 2026 в 10:51 2915 0

Рентгенови, оптични и инфрачервени изображения на J033225 и J033215.

Кредит X-ray: NASA/CXC/Penn State Univ./Z. Yu et al.; Optical (HST): NASA/ESA/STScI; Infrared: NASA/ESA/CSA/STScI; Image Processing: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, L. Frattare
Рентгенови, оптични и инфрачервени изображения на J033225 и J033215.

Вече има отговор на дългогодишна астрофизична загадка: защо скоростта на нарастване на свръхмасивните черни дупки е толкова по-ниска днес, отколкото в миналото? Проучване, използващо рентгеновата обсерватория "Чандра" на НАСА и други рентгенови телескопи, установява, че свръхмасивните черни дупки не са в състояние да консумират материал толкова бързо, колкото са го правили в далечното минало.

Резултатите са публикувани в броя на The Astrophysical Journal от декември 2025 г.

Преди 10т милиарда години е имало период, който астрономите наричат ​​"Космическо пладне", когато растежът на свръхмасивни черни дупки (тези с милиони до милиарди пъти масата на слънцето) е бил в своя пик през цялата история на Вселената. Между Космическото пладне и сега обаче астрономите са наблюдавали значително забавяне в темпа на растеж на черните дупки.

"Причината за това голямо забавяне е дългогодишна мистерия", отбелязва Джъбо Ю (Zhibo Yu) от Университета на щата Пенсилвания, водещ автор на новото изследване. "С тези рентгенови данни и подкрепящи наблюдения при други дължини на вълната, можем да тестваме различни идеи и да стесним обхвата на отговора."

Когато попадне газ в свръхмасивна черна дупка, той се нагрява и произвежда големи количества радиация, включително рентгенови лъчи. В продължение на десетилетия "Чандра" и други рентгенови телескопи показват намаляване на растежа на черните дупки, наблюдавайки ги на различни разстояния във Вселената. Най-важното е, че черните дупки, които растат по-бързо, произвеждат повече рентгенови лъчи.

Илюстрация на сценарии за растеж на свръхмасивни черни дупки.Илюстрация на сценарии за растеж на свръхмасивни черни дупки. Кредит: Penn State/Z.Yu

Ново рентгеново изследване разкрива забавяне

Чрез анализ на наблюденията на около 1,3 милиона галактики и 8000 нарастващи свръхмасивни черни дупки от "Чандра", XMM-Newton на ESA и eROSITA), екипът успява да изолира причината зад това забавяне на черните дупки.

"Изглежда, че консумацията на материал от черните дупки се е забавила значително с остаряването на Вселената", обяснява съавторът Нийл Брандт (Niel Brandt), също от Университета на щата Пенсилвания. "Това вероятно се дължи на факта, че количеството студен газ, достъпно за поглъщане от тяхна страна, е намаляло от Космическия пладне."

В това проучване изследователите са определили яркостта и масата на черните дупки, както и колко галактики в изследването имат рентгенови източници, което предполага, че те съдържат нарастващи свръхмасивни черни дупки. Екипът използва комбинация от изследвания, вариращи от близки изследвания на големи области на небето до изключително далечни изследвания на малки полета. Този ансамбъл често се визуализира на многоетажни слоеве, които образуват конструкция като на "сватбена торта".

Данните от "слоестия" телескоп изграждат многопластова картина

При наблюденията, XMM-Newton и eROSITA предоставят на средния и долния слой по-широки, но по-плитки наблюдения. Междувременно, "Чандра" допринася за горния слой с дълбоки наблюдения, обхващащи относително малка площ, което позволява откриването на по-бледи и по-далечни растящи черни дупки.

"Като комбинираме тези данни от различни рентгенови телескопи, можем да изградим по-добра картина за това как тези черни дупки растат, отколкото който и да е отделен телескоп", посочва съавторът Фан Дзоу (Fan Zou) от Мичиганския университет. "Можем да разберем защо в продължение на десет милиарда години растежът на свръхмасивните черни дупки е преминал от забързан към по-бавен и студен."

Проверка защо черните дупки се забавят

Екипът провежда тестове на трите основни възможни сценария, които се разглеждат в момента за забавяне на растежа на черните дупки.

Тези варианти са: спадът в растежа на черните дупки може да бъде причинен:

  • от по-неефективни темпове на потребление,
  • от по-малки типични маси на черните дупки или
  • от по-малко активно растящи черни дупки?

Техният анализ на данните, обхващащи милиарди години космическа история, ги води до заключението, че черните дупки наистина консумират толкова по-бавно материал, колкото са по-късно след Големия взрив. Изследователите очакват тази тенденция на по-бавно растящи черни дупки да продължи и в бъдеще.

The Drivers of the Decline in Supermassive Black Hole Growth at $z<2$. Zhibo Yu et. al. https://arxiv.org/abs/2512.08004

[image or embed]

— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) December 10, 2025 at 3:15 PM

Най-голямото предизвикателство в това изследване е, че както по-масивните черни дупки, така и по-бързо растящите черни дупки произвеждат по-ярки рентгенови емисии. Наблюдения при други дължини на вълните, включително оптични и инфрачервени данни, са използвани за оценка на масите на черните дупки и за разграничаване на тези два фактора.

Справка: Zhibo et al, The Drivers of the Decline in Supermassive Black Hole Growth at z < 2, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ae173d

Източник: Chandra resolves why black holes hit the brakes on growth, Chandra X-ray Center

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !