天文學家一種超大型偽裝黑洞，而這種偽裝正在增長，這要歸功於包括美國宇航局（NASA）錢德拉X射線天文台在內的一系列望遠鏡。這些黑洞的真實身份有助於解決天體物理學中一個長期存在的謎團。
偽裝黑洞來自名為錢德拉南部深場[ Chandra Deep Field-South (CDF-S)]的調查，這是有史以來最深場的X射線圖像。
超大質量黑洞是通過吸入周圍的物質而生長的，該物質被加熱併產生包括X射線在內的各種波長的輻射。許多天文學家認為，這種增長包括數十億年前發生的一個階段，當時密集的塵埃和氣體繭覆蓋了大多數黑洞。這些物質繭是使黑洞生長併產生輻射的燃料源。
根據天文學家的當前情況，應該存在許多浸在這種繭中的黑洞（稱為“嚴重遮蓋”的黑洞）。但是，眾所周知，這種類型的不斷增長的黑洞很難找到，並且直到現在，所觀察到的黑洞數量仍未達到預測值，即使在CDF-S等最深場的圖像中也是如此。
領導這項研究的馬里蘭州約翰·霍普金斯大學（JHU）的埃里尼·蘭布里德斯（Erini Lambrides）説：“藉助我們的新標識，我們發現了一堆以前從未被發現的黑洞。 這些巨大黑洞一直存在，只是沒有被我們發現。”
這項最新研究將錢德拉在CDF-S中的80天觀測時間與來自其他觀測站（包括NASA哈勃太空望遠鏡和NASA的Spitzer太空望遠鏡）的不同波長的大量數據結合在一起。該小組研究了距地球50億光年或更久的黑洞。在這樣的距離下，科學家們已經發現CDF-S中有67個嚴重被遮蓋的，不斷增長的黑洞，上面帶有X射線和紅外數據。在這項最新研究中，作者確定了另外28個。
先前對這28個超大質量黑洞進行了不同的分類——要麼是緩慢生長的低密度或不存在繭的黑洞，要麼是遙遠的星系。
馬里蘭巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的合著者馬可·奇亞貝格説：“這可能被認為是黑洞身份錯誤的情況，但這些黑洞異常擅長隱藏它們的真實面目。”
蘭布里德斯和她的同事將他們的數據與對一個典型的黑洞不斷增長的預期進行了比較。他們使用除X射線以外的所有波長的數據，預測了應該從每個黑洞中檢測出的X射線數量。研究人員發現X射線的水平比28個來源的預期低得多，這意味着它們周圍的繭比科學家先前對這些物體的估計密度高約十倍。
研究小組考慮到了更高密度的繭，表明錯誤識別的黑洞產生的X射線比以前想象的要多，但是更密集的繭阻止了大多數X射線逃逸併到達錢德拉望遠鏡。這意味着它們正在以更快的速度增長。
先前的小組沒有應用蘭布里德斯和她的團隊採用的分析技術，也沒有使用CDF-S的全部數據，因此他們幾乎沒有關於繭密度的信息。
這些結果對於估計宇宙中黑洞數量及其增長率的理論模型非常重要，包括具有不同暗度的黑洞（換句話説，它們的繭的密度）。科學家設計這些模型來解釋X射線在天空中均勻發光的現象，這種現象被稱為“ X射線背景”，最早在1960年代發現該現在。在CDF-S之類的圖像中觀察到的單個增長的黑洞佔了大部分X射線背景的原因。
當前尚未分解為單獨來源的X射線背景主要由能量超過錢德拉可以檢測到的閾值的X射線控制。嚴重遮蓋黑洞是對此未解決組分的自然解釋，因為低能X射線比高能X射線更容易被繭吸收，因此檢測不到。此處報道的其他嚴重遮蓋的黑洞有助於調和理論模型和觀測值之間的以往差異。
意大利博洛尼亞國家天體物理學研究所（INAF）的合著者羅伯託·吉利（Roberto Gilli）説：“就像X射線背景是模糊的照片一樣，它已經逐漸成為人們關注的焦點。” “我們的工作涉及瞭解已解決的最後一些對象的性質。”
除了幫助解釋X射線背景之外，這些結果對於理解超大質量黑洞及其宿主星系的演化也很重要。星系的質量及其超大質量黑洞相互關聯，這意味着星系越大，黑洞的質量就越大。
報告這項研究結果的論文正在《天體物理學雜誌》上發表。該論文的其他作者是JHU的蒂莫西·赫克曼(Timothy Heckman)、來自智利聖地亞哥天主教大學的法比奧·維託（Fabio Vito）和還有來自JHU的科林·諾曼（Colin Norman）。