מפקד אוכלוסין קוסמי משלש את המספר הידוע של חורים שחורים בגלקסיות ננסיות

מפקד אדיר של הקוסמוס שילש יותר מפי שלושה את מספר החורים השחורים הפעילים שידוע כי הם שוכנים בגלקסיות מיניאטוריות ומצא את ההובלה הגדולה ביותר של חורים שחורים במשקל בינוני עד כה.

הסקר הופיעכ-2,500 גלקסיות ננסיות עם הזנה פעילה של חורים שחוריםבמרכזים שלהם, לעומת כ-500 ידועים קודם לכן, מדווחים חוקרים במאמר שהוגש ב-31 באוקטובר ל-arXiv.org. הצוות גם מצא כמעט 300 חדשיםמועמדים, עלייה מכ-70 גילויים אפשריים קודמים(SN: 9/2/20).

זה מספיק כדי להתחיל לחקור את החורים השחורים האלה כקבוצה, ולא בבידוד, אומר האסטרונום Ragadeepika Pucha מאוניברסיטת יוטה בסולט לייק סיטי. מחקרים בקנה מידה גדול כאלה יכולים לפתור תעלומות רבות לגבי האופן שבו חורים שחורים והגלקסיות שלהם מתפתחים יחד.

נראה שכל גלקסיה גדולה מתרכזת סביב חור שחור סופר מסיבי. המהמות האלה מסיביות יותר מפי מיליון מהשמש. אבל אסטרונומים לא בטוחים איך החורים השחורים הגיעו לשם.

"זו שאלה קצת של תרנגולת או ביצה בין גלקסיות וחורים שחורים", אומרת מחברת-השותף סטפני ג'ונו, אסטרונומית ב-NOIRLab בטוסון. "איזה נוצרה ראשונה? האם אחד שולט בשני?"

גלקסיות ננסיות וחורים שחורים בגודל בינוני עשויים להיות המקומות הטובים ביותר לחפש תשובות. נדפסים אלה מייצגים את השלבים המוקדמים ביותר של צמיחת גלקסיות וחורים שחורים, עצמים שנמלטו ממיזוגים רבים עם חורים שחורים וגלקסיות אחרות במהלך הזמן הקוסמי.

"כדי לקבל תמונה מלאה של היווצרות והתפתחות הגלקסיות, עלינו להבין כיצד הגלקסיות הקטנות הללו מתפתחות וגדלות", אומר פוצ'ה.

פוצ'ה ועמיתיה פנו לנתונים מוקדמים מפרויקט בטלסקופ Mayall באריזונה כדי ליצור מפת תלת מימד ענקית של היקום. בשנה הראשונה לבדה, סקר ה-Dark Energy Spectroscopic Instrument, או DESI (SN: 4/4/24). הצוות חיפש בחלק מהאוסף הזה גלקסיות ננסיות שפולטות אורכי גל של אור המקושרים לדיסק החם של גז ואבק שמתערבל סביב חור שחור שמזין באופן פעיל.

כ-2% מכמעט 115,000 הגלקסיות הננסיות במחקר פולטות אור כזה, מצא הצוות. סקרים קודמים מצאו חורים שחורים פעילים רק ב-0.5% מהגלקסיות הננסיות.

DESI מצאה אלפי גלקסיות ננסיות עם מועמדים לחורים שחורים בעלי מסה בינונית (חלקם מוצגים). כל פאנל בתמונה זו משתרע על פני כ-160,000 שנות אור.סקרים מדור קודם, D.Lang/Perimeter Institute, NAOJ, HSC Collaboration

הצוות גם קבע את המסות של החורים השחורים ביותר מ-4,000 גלקסיות, ננסיות ולא. ואז זה חיפש, עם מסות בין בערך פי 100 למיליון מהשמש(SN: 2/8/17).

"אלה חשובים מאוד כי הם מספרים לנו כיצד נוצרו החורים השחורים הראשונים ביקום", אומר פוצ'ה. אם חורים שחורים מתחילים בקטן וגדלים דרך התמזגות עם חורים שחורים אחרים, אז היקום צריך להיות זרוע במשקלי הביניים האלה שמייצגים את שלבי הצמיחה שבין לבין.

Pucha ועמיתיו מצאו כ-150 גילויים בטוחים בנתוני ה-DESI ובערך אותו מספר של זיהויים זמניים, תשואה שמרמזת שהחורים השחורים הראשונים ביקום היו קלים יחסית. אבל גם טלסקופ החלל ג'יימס ווב, או JWST, הופיע באופן מפתיע (SN: 11/1/24). Pucha אומר שזה יכול רק אומר ש-JWST לא ראה את החורים השחורים המוקדמים ביותר ביקום עדיין.

הסקר הזה כנראה מצא רק את קצה הקרחון. מערך הנתונים המלא של השנה הראשונה צפוי להשתחרר במרץ או באפריל 2025, ויכיל הרבה יותר גלקסיות.

בנוסף, אין ספק שיש עוד חורים שחורים שאפשר למצוא. "הם מצאו את כל אלה שהם באמת זרקורים בהירים", אומרת האסטרונומית מלורי מולינה מאוניברסיטת ונדרבילט בנאשוויל, שאינה חלק מפרויקט DESI. "אפילו עם כלי הזיהוי הפשוט ביותר שיש לנו, [החוקרים] עדיין מוצאים מספר עצום בסקר הזה. יש עוד הרבה מה לחקור".