Supermassive Black Holes in the Distant Universe

کوازارها، و باغ کهکشان‌های دیگر با «هسته‌های غیرمعمول»، که اکنون در مجموع به عنوان هسته‌های فعال کهکشانی یا AGN شناخته می‌شوند، به هر شکلی، توجه ستاره‌شناسان را برای بیش از 60 سال برانگیخته است. تنها مکانیسم شناخته شده ای که می تواند مقادیر سرسام آور انرژی ساطع شده از درونی ترین نواحی این سیستم ها را توضیح دهد، آزاد شدن انرژی گرانشی ناشی از سقوط ماده به سمت یک سیاهچاله بزرگ است --- سیاهچاله ای که جرم آن میلیون ها تا میلیاردها برابر جرم ماست. آفتاب. AGN در تمام طول موج ها تشعشع می کند. پرتوهای ایکس که در فاصله چند برابر افق رویداد سیاهچاله منشا می گیرند، نزدیکترین گسیل به سیاهچاله هستند که می توانیم تشخیص دهیم. بنابراین، اشعه ایکس به طور مستقیم حضور سیاهچاله های پرجرم فعال را نشان می دهد. با این حال، اغلب اوقات، سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم که در مراکز AGN قرار دارند، در گاز و غبار پیچیده می‌شوند که پرتوهای ایکس با انرژی کم ساطع شده و نور نوری و فرابنفش را جذب می‌کنند و سیاهچاله را در این طول موج‌ها از دید پنهان می‌کنند. تا همین اواخر، این جذب کم انرژی مانع بزرگی در تلاش‌های رصدی برای ترسیم تاریخ برافزایش جهان بود. در سال های 1999 و 2000، پرتاب رصدخانه های پرتو ایکس چاندرا و XMM-نیوتن سرانجام بن بست را شکست. تاثیر این رصدخانه ها بر نجوم پرتو ایکس مشابه تاثیری است که تلسکوپ فضایی هابل بر نجوم نوری داشت. داده‌های حیرت‌انگیز جدید از این رصدخانه‌ها اخترشناسان را قادر می‌سازد تا پیشرفت‌های عظیمی در درک خود از زمان وقوع برافزایش داشته باشند.

Quasars, and the menagerie of other galaxies with "unusual nuclei", now collectively known as Active Galactic Nuclei or AGN, have, in one form or another, sparked the interest of astronomers for over 60 years. The only known mechanism that can explain the staggering amounts of energy emitted by the innermost regions of these systems is gravitational energy release by matter falling towards a supermassive black hole --- a black hole whose mass is millions to billions of times the mass of our Sun. AGN emit radiation at all wavelengths. X-rays originating at a distance of a few times the event horizon of the black hole are the emissions closest to the black hole that we can detect; thus, X-rays directly reveal the presence of active supermassive black holes. Oftentimes, however, the supermassive black holes that lie at the centers of AGN are cocooned in gas and dust that absorb the emitted low­ energy X-rays and the optical and ultraviolet light, hiding the black hole from view at these wavelengths. Until recently, this low-energy absorption presented a major obstacle in observational efforts to map the accretion history of the universe. In 1999 and 2000, the launches of the Chandra and XMM-Newton X-ray Observatories finally broke the impasse. The impact of these observatories on X-ray astronomy is similar to the impact that the Hubble Space Telescope had on optical astronomy. The astounding new data from these observatories have enabled astronomers to make enormous advances in their understanding of when accretion occurs.