Объектом изучения стали квазары — ярчайшие «маяки» Вселенной, питаемые сверхмассивными черными дырами. Падая в черную дыру, материя разогревается до огромных температур в аккреционном диске, испуская невероятно мощное ультрафиолетовое излучение. Часть этого света сталкивается с облаком высокоэнергетических частиц («короной») рядом с дырой и преобразуется в еще более мощное рентгеновское излучение.
Связь между этими двумя типами излучения (ультрафиолетовым и рентгеновским) считалась неизменной и универсальной на протяжении почти полувека. Эта корреляция была краеугольным камнем в понимании физики процессов у горизонта событий.
Опираясь на новые данные рентгеновского телескопа eROSITA и архивы обсерватории XMM-Newton, ученые проанализировали беспрецедентно большую выборку квазаров. Применение современных статистических методов позволило разглядеть то, что раньше было скрыто.
Оказалось, что связь между ультрафиолетовым и рентгеновским излучением не является постоянной во времени. Когда Вселенная была моложе (примерно вполовину от своего нынешнего возраста), эта корреляция была существенно иной, чем в нашей, «местной» части космоса. Открытие опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Подтверждение неуниверсальности отношения рентгеновского излучения к ультрафиолетовому в космическом времени — это весьма неожиданно и ставит под сомнение наше понимание того, как растут и излучают сверхмассивные черные дыры.
Открытие имеет далеко идущие последствия. Универсальность соотношения излучений лежит в основе методов, которые используют квазары как «стандартные свечи» — инструменты для измерения расстояний и геометрии Вселенной. Именно с их помощью ученые надеялись точнее изучить природу темной энергии, отвечающей за ускоренное расширение космоса.
Новые данные показывают, что предположение о неизменности структуры черных дыр во времени требует срочного и тщательного пересмотра. Использование квазаров для космологических измерений теперь нуждается в дополнительных поправках и большой осторожности.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии 53 новых квазаров, выбрасывающих гигантские потоки плазмы.
