Fra en NASA-pressemelding:
Sett i røntgenbilder er hele himmelen flytende. Problemet var, for få av dem ble oppdaget til å gjøre jobben.
Et internasjonalt team av forskere som bruker data fra NASAs Swift-satellitt, bekrefter eksistensen av en stort sett usett befolkning av svart hull-drevne galakser. Deres røntgenutslipp absorberes så sterkt at det er kjent mer enn et dusin. Likevel sier astronomer at til tross for de dypt nedtonede røntgenstrålene, kan kildene representere toppen av isfjellet og utgjøre minst en femtedel av alle aktive galakser.
"Disse sterkt innhyllede sorte hullene er rundt oss," sa Neil Gehrels, Swift-hovedetterforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Og medforfatter av den nye studien. "Men før Swift, var de bare for svake og for skjult til at vi kunne se."
Funnene vises i 10. februar-utgaven av The Astrophysical Journal.
De fleste store galakser inneholder et gigantisk sentralt svart hull, og de som er observert i Swift-studien veier inn omtrent 100 millioner ganger solens masse. I en aktiv galakse styrker materie som faller mot det supermassive svart hullet høye energiutslipp så intense at to klasser av aktive galakser, kvasarer og blazarer, rangerer som de mest lysende gjenstandene i universet.
Røntgenbakgrunnen førte til at astronomer mistenkte at aktive galakser ble underkjent. Astronomer kunne aldri være sikre på at de hadde oppdaget de fleste selv de nærmeste aktive galaksene. Tykke skyer av støv og gass omgir det sentrale sorte hullet og siler ut ultrafiolett, optisk og lite energi (eller mykt) røntgenlys. Mens infrarød stråling kan gjøre det gjennom materialet, kan det forveksles med varmt støv i galakas stjernedannende regioner.
Imidlertid trenger noen av det sorte hullets mer energiske røntgenbilder inn i hylsen, og det er her Swift kommer inn.
Siden 2004 har Swift's Burst Alert Telescope (BAT), utviklet og operert på NASA Goddard, kartlagt hele himmelen i harde røntgenstråler med energier mellom 15.000 og 200.000 elektron volt - tusenvis av ganger energien fra synlig lys. Etter hvert som eksponeringen ble bygd opp år etter år, er undersøkelsen nå den største, mest følsomme og mest komplette folketellingen ved disse energiene. Den inkluderer hundrevis av aktive galakser til en avstand på 650 millioner lysår.
Fra denne prøven eliminerte forskerne kilder mindre enn 15 grader fra det støvete, overfylte planet til vår egen galakse. Alle aktive galakser med en energisk partikkelstråle ble heller ikke vurdert, og etterlot 199 galakser.
Selv om det er mange forskjellige typer aktiv galakse, forklarer astronomer de forskjellige observerte egenskapene basert på hvordan galaksen vinkler inn i vår siktlinje. Vi ser på de lyseste som nærmest vender mot, men når vinkelen øker, absorberer den omkringliggende ringen av gass og støv økende mengder av det sorte hullets utslipp.
Astronomer antok at det var mange aktive galakser orientert for oss, men de kunne bare ikke oppdages fordi disken med gass demper utslippene for sterkt.
“Disse ekstremt skjulte aktive galaksene er veldig svake og vanskelige å finne. Av en prøve på 199 kilder oppdaget vi bare ni av dem, ”sier Davide Burlon, hovedforfatter av studien og en doktorgradsstudent ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i München.
"Men selv Swift's BAT har problemer med å finne disse svært absorberte kildene, og vi vet at undersøkelsen undergraver dem," forklarte Burlon. "Da vi innarbeidet dette, fant vi ut at disse innhyllede aktive galaksene er svært mange, og utgjør omtrent 20 til 30 prosent av totalen."
"Med Swift har vi nå kvantifisert nøyaktig hvor mange aktive galakser det er rundt oss - virkelig i bakgården vår," sa Marco Ajello ved SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, Calif. "Antallet er stort, og det stemmer med modeller som sier at de er ansvarlige for det meste av røntgenbakgrunnen. ” Hvis tallene forblir konsistente på større avstander, når universet var vesentlig yngre, er det nok supermassive sorte hull til å gjøre rede for den kosmiske røntgenbakgrunnen.
Teamet slo deretter sammen Swift BAT-data med arkiverte observasjoner fra sitt røntgen-teleskop i et forsøk på å studere hvordan intensiteten av galaksenes utslipp endret seg ved forskjellige røntgenenergier.
"Dette er første gang vi kan undersøke det gjennomsnittlige spekteret av sterkt absorberte aktive galakser," sa Ajello. "Disse galaksene er ansvarlige for formen til den kosmiske røntgenbakgrunnen - de skaper toppen av energien."
Alt dette stemmer overens med ideen om at den kosmiske røntgenbakgrunnen er et resultat av utslipp fra skjulte supermassive sorte hull som var aktive da universet var 7 milliarder år gammelt, eller omtrent halvparten av sin nåværende alder.
Swift, som ble lansert i november 2004, administreres av Goddard. Det ble bygget og drives i samarbeid med Penn State, Los Alamos National Laboratory i New Mexico, og General Dynamics i Falls Church, Va .; University of Leicester og Mullard Space Sciences Laboratory i Storbritannia; Brera-observatoriet og det italienske romfartsorganet i Italia; pluss flere partnere i Tyskland og Japan.
