NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) oppdrag har ført til en bonanza av nyfundne supermassive sorte hull og ekstreme galakser kalt hot DOGs, eller støv-skjult galakser.
Bilder fra teleskopet har avdekket millioner av støvete sorte hullkandidater over hele universet, og rundt 1000 enda støvere gjenstander antas å være blant de lyseste galakser som noen gang er funnet. Disse kraftige galaksene, som brenner sterkt med infrarødt lys, har kallenavnet varme DOG-er.
"WISE har utsatt en menagerie av skjulte gjenstander," sa Hashima Hasan, WISE-programforsker ved NASA-hovedkvarteret i Washington. "Vi har funnet en asteroide som danser foran Jorden i sin bane, de kaldeste stjernelignende kulene som er kjent og nå, supermassive sorte hull og galakser som gjemmer seg bak kapper av støv."
WISE skannet hele himmelen to ganger i infrarødt lys, og fullførte undersøkelsen i begynnelsen av 2011. I likhet med nattsynsbriller som prøvet mørket, fanget teleskopet millioner bilder av himmelen. Alle dataene fra oppdraget er blitt offentliggjort, slik at astronomer kan grave seg inn og gjøre nye funn.
De siste funnene hjelper astronomer med å bedre forstå hvordan galakser og de svarte hullene i bevegelsen i deres senter vokser og utvikler seg sammen. For eksempel har det gigantiske, svarte hullet i sentrum av Melkeveis galaksen, kalt Skytten A *, 4 millioner ganger massen til solen vår og har gått gjennom periodiske fôringsfrenerier der materiale faller mot det sorte hullet, varmer opp og bestråler dets omgivelser. Større sentrale sorte hull, opptil en milliard ganger solenes masse, kan til og med stenge stjernedannelsen i galakser.
I en studie brukte astronomer WISE for å identifisere rundt 2,5 millioner aktivt fôring av supermassive sorte hull over full himmel, og strakte seg tilbake til avstander mer enn 10 milliarder lysår unna. Omtrent to tredjedeler av disse objektene hadde aldri blitt oppdaget før fordi støv blokkerer det synlige lyset. WISE ser lett disse monstrene fordi deres kraftige, akkreterende sorte hull varmer støvet, og får det til å gløde i infrarødt lys.
Denne zoomede visningen av en del av all-sky undersøkelsen fra WISE viser en samling av quasar-kandidater. Bildekreditt: NASA / JPL-Caltech / UCLA
"Vi har fått de svarte hullene på hjørnet," sa Daniel Stern fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, hovedforfatter av WISE black hole-studien og prosjektforsker for en annen NASA-svart-hulls oppdrag, Nuclear Spectroscopic Telescope Array ( Nustar). "WISE finner dem over hele himmelen, mens NuSTAR gir oss et helt nytt blikk på deres høye energi røntgenlys og lærer hva som får dem til å tikke."
I to andre WISE-artikler rapporterer forskere å finne hva som er blant de lyseste galaksene som er kjent, et av hovedmålene for oppdraget. Så langt har de identifisert rundt 1000 kandidater.
Disse ekstreme gjenstandene kan strømme ut mer enn 100 billioner ganger så mye lys som solen vår. De er imidlertid så støvete at de bare vises i de lengste bølgelengdene av infrarødt lys fanget av WISE. NASAs Spitzer-romteleskop fulgte opp funnene mer detaljert og bidro til å vise at i tillegg til å være vert for supermassive sorte hull som feber fast på bensin og støv, er disse HUNDene opptatt med å kaste ut nye stjerner.
"Disse støvete, kataklysmisk dannende galakser er så sjeldne. Vise måtte skanne hele himmelen for å finne dem," sa Peter Eisenhardt, hovedforfatter av papiret om den første av disse lyse, støvete galakene, og prosjektforsker for WISE ved JPL. ”Vi ser også bevis på at disse rekordbyggerne kan ha dannet sine sorte hull før hovedparten av stjernene deres. ‘Eggene’ kan ha kommet før ‘kyllingene.’ ”
Mer enn 100 av disse objektene, som ligger omtrent 10 milliarder lysår unna, er bekreftet ved bruk av W.M. Keck-observatoriet på Mauna Kea, Hawaii, samt Gemini-observatoriet i Chile, Palomars 200-tommers Hale-teleskop nær San Diego, og Multiple Mirror Telescope Observatory nær Tucson, Ariz.
WISE-observasjonene, kombinert med data med enda lengre infrarøde bølgelengder fra Caltechs submillimeterobservatorium på Mauna Kea, avslørte at disse ekstreme galaksene er mer enn dobbelt så varme som andre infrarøde lyssterke galakser. En teori er at støvet deres blir oppvarmet av et ekstremt kraftig utbrudd av aktivitet fra det supermassive sorte hullet.
"Vi ser kanskje en ny, sjelden fase i utviklingen av galakser," sa Jingwen Wu fra JPL, hovedforfatter av studien om submillimeterobservasjoner. Alle tre artikler publiseres i Astrophysical Journal.
De tre tekniske tidsskriftartiklene, inkludert PDF-er, finner du på http://arxiv.org/abs/1205.0811, http://arxiv.org/abs/1208.5517 og http://arxiv.org/abs/1208.5518.
Lead billed caption: Med sin all-sky infrarøde undersøkelse har NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE, identifisert millioner av kvasar-kandidater. Bildekreditt: NASA / JPL-Caltech / UCLA
