Астрофизики сделали новый шаг к подсчету количества черных дыр во Вселенной. Международная группа ученых под руководством российских астрофизиков Евгения Чуразова и Рашида Сюняева (Институт космических исследований РАН, Институт астрофизики общества Макса Планка, Германия) с помощью орбитальной обсерватории ИНТЕГРАЛ измерила фоновое рентгеновское излучение. Как предполагается, оно появляется в результате активности миллионов сверхдалёких (а потому неразличимых) чёрных дыр.
Дело в том, что приборы обсерватории смотрели не в космос, как обычно, а на Землю.
По мере того, как земной диск проходил через поле зрения приборов, менялась интенсивность потока рентгеновских фотонов, падающего на детекторы обсерватории. По этим данным был восстановлен спектр рентгеновского излучения Вселенной в диапазоне от 5 до 100 килоэлектрон-вольт (кэВ, жесткий рентгеновский диапазон). Результаты исследований опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Фоновое рентгеновское излучение Вселенной, согласно существующим представлениям, в основном, рождается в результате активности множества черных дыр, находящихся в центрах галактик. И если измерить спектр фонового рентгеновского и гамма-излучения, а также спектр отдельного активного ядра галактики (АЯГ), то теоретически можно рассчитать, сколько черных дыр прячется во Вселенной.
Поэтому для наблюдений в высокоэнергичном диапазоне, который выше по шкале, используются телескопы с кодирующей маской. Общий принцип их работы состоит в том, что над детекторами фотонов устанавливается пластина с прорезанными в определенном порядке отверстиями (маска). Поток фотонов, проходящий через маску, отбрасывает на детектор «тень», по которой затем можно восстановить расположение источников и измерить их потоки. Однако для измерения излучения рентгеновского фона Вселенной такой метод тоже не подходит, так как фоновое излучение одинаково во всех направлениях на небе и потому никакой специальной «тени» на детекторе не создает.
Чтобы почувствовать сигнал фона Вселенной, необходимо каким-то образом закрыть часть поля зрения прибора. Использовать Землю в качестве своеобразного щита, который перекроет часть фонового излучения Вселенной, и предложили российские астрофизики.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 3,
"repl": "<3>:{{incut3()}}",
"type": "1",
"uid": "_uid_828084_i_3"
}
Другая трудность состояла в том, чтобы учесть помехи, которые могли смазать картину: излучение ярких точечных источников, а также рентгеновское излучение атмосферы Земли в результате ее бомбардировки высокоэнергичными частицами космических лучей и Млечного Пути. Дело в том, что во время эксперимента ИНТЕГРАЛа за Землей находилась часть диска Галактики, который, как известно, довольно сильно излучает в рентгеновском диапазоне.
Как говорят в ИКИ РАН, обе сложности удалось преодолеть, и они в итоге получили спектр фонового излучения в диапазоне от 5 до 100 кэВ с пиком на энергии в 29 кэВ. Особенно важно то, что наблюдения велись одновременно в очень широком энергетическом диапазоне (рабочий диапазон «Интеграла» — от 5 кэВ до 10 МэВ), так что для получения финального результата не пришлось комбинировать результаты, полученные разными обсерваториями в разное время.
Задача дальнейших исследований — построить модель распределения АЯГ во Вселенной по количеству, массе и расстоянию от Земли.
Да и форму спектра космического излучения уточнить надо. По словам Евгения Чуразова, для получения новых данных они повторят эксперимент во второй половине 2007 года, но уже в более благоприятных условиях. К тому времени луч наблюдений уйдёт с галактического диска в глубокую Вселенную, что позволит расширить энергетический диапазон наблюдений.
