At finde det lykkelige medium for sorte huller

Dette billede viser data fra en massiv observationskampagne, der omfatter NASAs Chandra røntgenobservatorium. Disse Chandra-data har givet stærke beviser for eksistensen af ​​såkaldte sorte huller i mellemmasse (IMBH'er). Kombineret med en separat undersøgelse, der også bruger Chandra -data, disse resultater kan give astronomer mulighed for bedre at forstå, hvordan de aller største sorte huller i det tidlige univers dannede sig, som beskrevet i vores seneste pressemeddelelse.

COSMOS ("cosmic evolution survey") Legacy Survey har samlet data fra nogle af verdens mest kraftfulde teleskoper, der spænder over det elektromagnetiske spektrum. Dette billede indeholder Chandra -data fra denne undersøgelse, svarende til cirka 4,6 millioner sekunder med at observere tid. Farverne i dette billede repræsenterer forskellige niveauer af røntgenenergi opdaget af Chandra. Her er røntgenstrålerne med lavest energi røde, mellembåndet er grønt, og røntgenstrålerne med den højeste energi observeret af Chandra er blå. De fleste af de farvede prikker i dette billede er sorte huller. Data fra Spitzer -rumteleskopet er vist i gråt. Indsatsen viser en kunstners indtryk af et voksende sort hul i midten af ​​en galakse. En skive af materiale, der omgiver det sorte hul, og en stråle af udstrømmende materiale er også afbildet.

To nye separate undersøgelser ved hjælp af Chandra COSMOS-Legacy undersøgelsesdata og andre Chandra-data har uafhængigt indsamlet prøver af IMBH'er, en undvigende kategori af sorte huller mellem sorte huller med stjernemasse og de supermassive sorte huller, der findes i de centrale områder af massive galakser.

Et hold forskere identificerede 40 voksende sorte huller i dværggalakser. Tolv af dem er placeret på afstande mere end fem milliarder lysår fra Jorden, og den fjerneste er 10,9 milliarder lysår væk, det fjerneste sorte hul i en dværggalakse, der nogensinde er set. De fleste af disse kilder er sandsynligvis IMBH'er med masser, der er omkring 10, 000 til 100, 000 gange Solens.

Et andet hold fandt en separat, vigtig prøve af mulige IMBH'er i galakser, der er tættere på Jorden. I denne prøve, den fjerneste IMBH -kandidat er omkring 2,8 milliarder lysår fra Jorden og omkring 90% af de IMBH -kandidater, de opdagede, er ikke mere end 1,3 milliarder lysår væk.

De opdagede 305 galakser i deres undersøgelse med sorte hulmasser under 300, 000 solmasser. Observationer med Chandra og med ESAs XMM-Newton af en lille del af denne prøve viser, at omkring halvdelen af ​​de 305 IMBH-kandidater sandsynligvis vil være gyldige IMBH'er. Masserne for de ti kilder, der blev opdaget med røntgenobservationer, blev bestemt til at være mellem 40, 000 og 300, 000 gange solens masse.

IMBH'er kan muligvis forklare, hvordan de aller største sorte huller, de supermassive, var i stand til at danne sig så hurtigt efter Big Bang. En ledende forklaring er, at supermassive sorte huller vokser over tid fra mindre sorte huller "frø", der indeholder omkring hundrede gange solens masse. Nogle af disse frø bør smelte sammen for at danne IMBH'er. En anden forklaring er, at de dannes meget hurtigt ved sammenbruddet af en gigantisk gassky med en masse svarende til hundredtusinder af gange Solens. Der er endnu ikke enighed blandt astronomer om den rolle, IMBH'er kan spille.

Et papir, der beskriver COSMOS-Legacy-resultatet af Mar Mezcua (Institute for Space Sciences, Spanien) og kolleger blev offentliggjort i augustnummeret af Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society og er tilgængelig online. Papiret af Igor Chilingarian (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) om den tættere IMBH-prøve udkommer i 10. august-udgaven af ​​The Astrofysisk Journal og er tilgængelig online.