Астрономам давно известно, что сверхмассивные черные дыры — колоссы с массой в миллионы и миллиарды солнечных, находящиеся в центрах галактик, — в настоящее время увеличиваются значительно медленнее, чем в прошлом. Однако причина замедления их роста оставалась загадкой.
Примерно десять миллиардов лет назад Вселенная находилась в периоде, который астрономы именуют «космическим полднем»: сверхмассивные черные дыры увеличивались с максимальной скоростью за всю историю космоса. С тех пор темпы их роста последовательно снижались. «Причина этого значительного замедления до сих пор оставалась неизвестной», — рассказывает ведущий автор исследования, научный сотрудник Университета штата Пенсильвания Чжибо Юй.
Как же ученые узнали о темпах роста черных дыр? Оказывается, когда газ попадает на сверхмассивную черную дыру, он нагревается и излучает огромное количество энергии, включая рентгеновские лучи. Чем быстрее черная дыра поглощает вещество, тем ярче она излучает в рентгеновском диапазоне. Это позволяет телескопам фактически измерять «аппетит» черных дыр на различных расстояниях — а значит, и в разные эпохи существования Вселенной.
Группа астрономов проанализировала данные сразу трех рентгеновских телескопов: Chandra (NASA), XMM-Newton (ESA) и eROSITA (германо-российская миссия). Наблюдения охватили около 1,3 миллиона галактик и 8000 активно растущих черных дыр. Телескопы дополняли друг друга: eROSITA и XMM-Newton обеспечивали широкий обзор, тогда как Chandra — глубокие наблюдения небольших участков неба, что позволяло обнаруживать самые тусклые и удаленные объекты. «Объединив данные различных рентгеновских телескопов, мы получили более полное представление о росте черных дыр, чем мог бы предоставить любой из них по отдельности», — подчеркивает соавтор исследования, научный сотрудник Мичиганского университета Фань Цзоу.
Ученые исследовали три возможных объяснения замедления: стали ли черные дыры менее эффективно поглощать вещество, уменьшились ли их типичные массы или просто сократилось число активно растущих черных дыр? Анализ, охватывающий миллиарды лет космической истории, указал на первый вариант: черные дыры действительно поглощают вещество все медленнее. «Вероятно, это связано с тем, что количество холодного газа, доступного для поглощения, значительно уменьшилось со времен космического полдня», — поясняет соавтор исследования Нил Брандт.
Астрономы предполагают, что эта тенденция будет сохраняться: в будущем сверхмассивные черные дыры будут расти еще медленнее — Вселенная продолжает постепенно «остывать», и топлива, способного накормить космических гигантов, становится все меньше.
Фото: hi-tech.mail.ru