Древние черные дыры заменят нам инопланетян

0

Ученые из ИКИ и Физтеха полагают, что историю формирования крупных черных дыр можно проследить с помощью радиоизлучения нейтрального водорода, в котором ранее искали сигналы от внеземных цивилизаций. Соответствующая статья направлена на публикацию в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, с ее текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

Одной из крупных проблем современной астрофизики являются открытия последних лет — в частности, факт существования черных дыр массой до миллиарда Солнц уже 13 миллиардов лет тому назад. Черные дыры не могут расти быстрее определенной величины, и даже если они начали рост сразу после Большого Взрыва, то масса их «зародышей» должна быть не менее тысячи Солнц. Между тем, звезда такого размера не может существовать, то есть первые ЧД должны были появиться из каких-то других объектов, пока неясной, но, бесспорно, интригующей природы. Проблема в том, что изучать их крайне сложно. В первые сотни миллионов лет после Большого Взрыва Вселенная была полна пыли и газа и практически не прозрачна для излучения. Ряд ученых надеется решить проблему выводом в космос сверхчувствительных будущих рентгеновских телескопов, но пока неясно, удастся ли это сделать на практике.

Авторы новой работы предлагают дополнить этот подход за счет другого, альтернативного канала поиска: по разности температур излучения с длиной волны нейтрального водорода (21 сантиметр) в разных секторах неба. По их расчетам получается, что в области нахождения достаточно крупной черной дыры — от десяти тысяч до миллиона солнечных масс — должны идти энергичные процессы поглощения вещества. Процесс этот должен вызывать разогрев аккреционного диска, что, в свою очередь, ведет к повышению энергии фотонов, испускаемых нейтральными атомами водорода. Получается, что в районах неба, где расположены древние черные дыры промежуточных масс — секторах размером в несколько угловых минут — должны быть области повышенной температуры излучения с длиной волны 21 сантиметр. Разница небольшая, измеряется в милликельвинах, но для современных крупных радиотелескопов обнаружить такое отклонение вполне возможно. ранее длина волны 21 сантиметр, как самая распространённая во Вселенной, была выбрана для поисков внеземных цивилизаций в рамках проекта SETI.

За счет этого можно будет выявить области неба, где находятся крупные и самые древние черные дыры нашей Вселенной. Впоследствии, за счет дополнительных наблюдений, можно будет прояснить, как протекал процесс роста их массы. В совокупности эти данные могут внести большой вклад в решение загадки того, из каких именно «зародышей» вообще могли образоваться древние черные дыры больших масс.