Encontrando o meio feliz de buracos negros

BURACOS NEGROS, como eles surgem? (Julho 2019).

Anonim

Esta imagem mostra dados de uma enorme campanha de observação que inclui o Chandra X-ray Observatory da NASA. Esses dados do Chandra forneceram fortes evidências para a existência dos chamados buracos negros de massa intermediária (IMBHs). Combinados com um estudo separado que também usa dados do Chandra, esses resultados podem permitir que os astrônomos entendam melhor como os buracos negros mais numerosos do Universo primordial se formaram, como descrito em nosso mais recente comunicado à imprensa.

O Legacy Survey do COSMOS ("pesquisa de evolução cósmica") reuniu dados de alguns dos telescópios mais poderosos do mundo, abrangendo o espectro eletromagnético. Esta imagem contém dados Chandra desta pesquisa, equivalente a cerca de 4, 6 milhões de segundos de tempo de observação. As cores nesta imagem representam diferentes níveis de energia de raios X detectados pelo Chandra. Aqui, os raios X de menor energia são vermelhos, a banda média é verde e os raios X de maior energia observados pelo Chandra são azuis. A maioria dos pontos coloridos nesta imagem são buracos negros. Dados do Telescópio Espacial Spitzer são mostrados em cinza. A inserção mostra a impressão de um artista de um buraco negro crescente no centro de uma galáxia. Um disco de material que circunda o buraco negro e um jato de material de saída também são representados.

Dois novos estudos separados usando os dados do levantamento Chandra COSMOS-Legacy e outros dados do Chandra coletaram amostras de IMBHs, uma categoria indescritível de buracos negros entre os buracos negros de massa estelar e os buracos negros supermassivos encontrados nas regiões centrais de galáxias massivas.

Uma equipe de pesquisadores identificou 40 buracos negros em crescimento em galáxias anãs. Doze deles estão localizados a uma distância de mais de cinco bilhões de anos-luz da Terra e o mais distante está a 10, 9 bilhões de anos-luz de distância, o buraco negro que mais cresce em uma galáxia anã já vista. A maioria dessas fontes são provavelmente IMBHs com massas que são cerca de 10.000 a 100.000 vezes a do Sol.

Uma segunda equipe encontrou uma amostra separada e importante de possíveis IMBHs em galáxias que estão mais próximas da Terra. Nesta amostra, o candidato mais distante da IMBH está a cerca de 2, 8 bilhões de anos-luz da Terra e cerca de 90% dos candidatos da IMBH que eles descobriram estão a não mais do que 1, 3 bilhão de anos-luz de distância.

Eles detectaram 305 galáxias em sua pesquisa com massas de buracos negros com menos de 300.000 massas solares. Observações com Chandra e com a XMM-Newton da ESA de uma pequena parte desta amostra mostram que cerca de metade dos 305 candidatos da IMBH são provavelmente IMBHs válidos. As massas para as dez fontes detectadas com observações de raios-X foram determinadas entre 40.000 e 300.000 vezes a massa do Sol.

Os IMBHs podem explicar como os maiores buracos negros, os supermassivos, foram capazes de se formar tão rapidamente após o Big Bang. Uma explicação importante é que buracos negros supermassivos crescem ao longo do tempo a partir de buracos negros menores, "sementes" contendo cerca de cem vezes a massa do Sol. Algumas dessas sementes devem se fundir para formar IMBHs. Outra explicação é que eles se formam muito rapidamente a partir do colapso de uma gigantesca nuvem de gás com uma massa igual a centenas de milhares de vezes a do Sol. Ainda há um consenso entre os astrônomos sobre o papel que os IMBHs podem desempenhar.

Um artigo descrevendo o resultado COSMOS-Legacy de Mar Mezcua (Instituto de Ciências Espaciais, Espanha) e seus colegas foi publicado na edição de agosto do Monthly Notices da Royal Astronomical Society e está disponível online. O artigo de Igor Chilingarian (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) sobre a amostra mais próxima da IMBH está sendo publicado na edição de 10 de agosto do The Astrophysical Journal e está disponível online.

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