Астрономы нанесли на карту 25 тысяч гигантских чёрных дыр

Исследователи нанесли на карту неба 25 тысяч сверхмассивных чёрных дыр. В результате получилась самая подробная карта Вселенной в своём классе.

Достижение описано в научной статье, принятой к публикации в журнал Astronomy & Astrophysics. Пока же можно ознакомиться с её препринтом.

В центре (ядре) каждой крупной галактики находится чёрная дыра массой в миллионы или даже миллиарды солнц. Мощная гравитация этого монстра заставляет окружающее вещество падать на него. При этом материя раскаляется и испускает излучение в самых разных диапазонах, от радиоволн до рентгеновских лучей.

Если чёрная дыра обедает веществом особенно плотно, она превращается в пылающий маяк, который виден в радио- и другие телескопы, даже если галактика очень далёкая. Тогда астрономы говорят, что у этой галактики активное ядро.

Такие прожорливые чёрные дыры очень интересуют астрономов и исследуются всеми возможными методами. Однако одним из самых продуктивных способов их изучения являются наблюдения в радиотелескопы.

В радиоастрономических архивах числятся десятки тысяч галактик с активными ядрами. Например, в каталоге VLSS почти 70 тысяч радиоисточников, большинство из которых – как раз такие галактики.

Казалось бы, чем на этом фоне примечательна новая работа, в которой на карту нанесено чуть более 25 тысяч сверхмассивных чёрных дыр? Однако есть нюанс: новые данные получены на уникальной системе радиотелескопов LOFAR.

Светлые точки на этой карте – это не звёзды, а сверхмассивные чёрные дыры.
Иллюстрация LOFAR/LOL Survey.

Авторы нового исследования наблюдали далёкие галактики на радиочастотах от 42 до 66 мегагерц. У учёных очень мало информации о том, как выглядит небо в этом диапазоне, хотя он очень важен для изучения сверхмассивных чёрных дыр. Всё дело в ионосфере – слое атмосферы Земли, наполненном заряженными частицами. Ионосфера искажает низкочастотные сигналы, приходящие из космоса. Исследователи сравнивают такие наблюдения с попыткой разглядеть мир со дна бассейна. Ко всему прочему, ионосфера – бурная среда, и вносимые ею искажения постоянно меняются.

Чтобы обойти зловредное влияние этого слоя атмосферы, учёным пришлось изрядно потрудиться. Они использовали 52 станции сети LOFAR, расположенные в девяти европейских странах. Авторы объединили 256 часов наблюдений и обработали их на суперкомпьютерах, внося новые поправки на влияние ионосферы каждые четыре секунды наблюдательного времени. Между прочим, на разработку и проверку нужного программного обеспечения ушло несколько лет.

Зато теперь наука располагает самой подробной картой неба на низких радиочастотах за всю историю наблюдений. Правда, пока она охватывает лишь 4% северного полушария небесной сферы. Однако учёные не намерены останавливаться на достигнутом и со временем рассчитывают охватить своей картой всё северное небо.