Z komunikatu prasowego NASA:
Widziane w promieniach rentgenowskich całe niebo płonie. Problem polegał na tym, że wykryto zbyt mało z nich, aby wykonać zadanie.
Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystujący dane z satelity Swift NASA potwierdza istnienie w dużej mierze niewidzialnej populacji galaktyk zasilanych czarnymi dziurami. Ich emisje rentgenowskie są tak mocno pochłaniane, że niewiele wiadomo o kilkunastu. Astronomowie twierdzą jednak, że pomimo głęboko przyciemnionego promieniowania X źródła mogą reprezentować wierzchołek góry lodowej, odpowiadając za co najmniej jedną piątą wszystkich aktywnych galaktyk.
„Te mocno osłonięte czarne dziury są wszędzie wokół nas” - powiedział Neil Gehrels, główny badacz Swift w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD i współautor nowego badania. „Ale przed Szybkim były po prostu zbyt słabe i zbyt zaciemnione, abyśmy mogli je zobaczyć.”
Odkrycia pojawiły się w numerze The Astrophysical Journal z 10 lutego.
Większość dużych galaktyk zawiera gigantyczną centralną czarną dziurę, a te obserwowane w badaniu Swift ważą około 100 milionów razy więcej niż masa Słońca. W aktywnej galaktyce materia opadająca w kierunku supermasywnej czarnej dziury napędza wysokoenergetyczne emisje tak intensywne, że dwie klasy aktywnych galaktyk, kwazarów i blazarów zaliczają się do najbardziej świecących obiektów we wszechświecie.
Tło rentgenowskie doprowadziło astronomów do podejrzeń, że aktywne galaktyki zostały zaniżone. Astronomowie nigdy nie mogli być pewni, że wykryli większość nawet najbliższych aktywnych galaktyk. Gęste chmury pyłu i gazu otaczają centralną czarną dziurę i zasłaniają promieniowanie ultrafioletowe, optyczne i niskoenergetyczne (lub miękkie) promieniowanie rentgenowskie. Chociaż promieniowanie podczerwone może przedostać się przez materiał, można go pomylić z ciepłym pyłem w obszarach gwiazdotwórczych galaktyki.
Jednak niektóre z bardziej energetycznych promieni rentgenowskich czarnej dziury przenikają całun i właśnie tam pojawia się Swift.
Od 2004 roku Swift's Burst Alert Telescope (BAT), opracowany i obsługiwany przez NASA Goddard, mapuje całe niebo za pomocą twardych promieni rentgenowskich o energii od 15 000 do 200 000 woltów elektronowych - tysiące razy większej niż energia światła widzialnego. Badanie stopniowo buduje swoją ekspozycję z roku na rok, a obecnie jest największym, najbardziej wrażliwym i najbardziej kompletnym spisem przy tych energiach. Obejmuje setki aktywnych galaktyk w odległości 650 milionów lat świetlnych.
Na podstawie tej próbki naukowcy wyeliminowali źródła znajdujące się w odległości mniejszej niż 15 stopni od zakurzonego, zatłoczonego samolotu naszej własnej galaktyki. Nie uwzględniono również wszystkich aktywnych galaktyk posiadających strumień cząstek energetycznych, pozostawiając 199 galaktyk.
Chociaż istnieje wiele różnych rodzajów aktywnej galaktyki, astronomowie wyjaśniają różne obserwowane właściwości na podstawie tego, w jaki sposób galaktyka ustawia się pod naszą linią wzroku. Widzimy, że najjaśniejsze są prawie na wprost, ale wraz ze wzrostem kąta otaczający pierścień gazu i pyłu pochłania rosnące ilości emisji czarnej dziury.
Astronomowie założyli, że istnieje wiele aktywnych galaktyk zorientowanych na siebie, ale po prostu nie można ich wykryć, ponieważ dysk gazu zbyt silnie tłumi emisję.
„Te niezwykle zaciemnione aktywne galaktyki są bardzo słabe i trudne do znalezienia. Na próbie 199 źródeł wykryliśmy tylko dziewięć z nich ”- powiedział Davide Burlon, główny autor badania i absolwent Instytutu Fizyki Pozaziemskiej Maxa Plancka w Monachium.
„Ale nawet BAT Swift ma problemy ze znalezieniem tych bardzo pochłoniętych źródeł i wiemy, że w ankiecie są one zaniżone” - wyjaśnił Burlon. „Po uwzględnieniu tego stwierdziliśmy, że owiane aktywnymi galaktykami są bardzo liczne, co stanowi około 20 do 30 procent całości”.
„Dzięki Swift dokładnie oszacowaliśmy, ile aktywnych galaktyk jest wokół nas - naprawdę na naszym podwórku” - powiedział Marco Ajello z SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, Kalifornia. „Liczba jest duża i zgadza się z modele, które twierdzą, że są odpowiedzialne za większość tła rentgenowskiego. ” Jeśli liczby pozostają spójne na większych odległościach, gdy wszechświat był znacznie młodszy, wówczas istnieje wystarczająca ilość supermasywnych czarnych dziur, aby uwzględnić kosmiczne tło rentgenowskie.
Następnie zespół połączył dane Swift BAT z zarchiwizowanymi obserwacjami ze swojego teleskopu rentgenowskiego, starając się zbadać, jak intensywność emisji galaktyk zmienia się przy różnych energiach promieniowania rentgenowskiego.
„Po raz pierwszy mogliśmy zbadać średnie spektrum silnie zaabsorbowanych aktywnych galaktyk”, powiedział Ajello. „Galaktyki te są odpowiedzialne za kształt kosmicznego tła rentgenowskiego - tworzą szczyt jego energii.”
Wszystko to jest zgodne z ideą, że kosmiczne tło rentgenowskie jest wynikiem emisji z zaciemnionych supermasywnych czarnych dziur aktywnych, gdy wszechświat miał 7 miliardów lat, czyli mniej więcej połowę swojego obecnego wieku.
Swift, uruchomiony w listopadzie 2004 r., Zarządzany jest przez Goddarda. Został zbudowany i jest eksploatowany we współpracy z Penn State, Los Alamos National Laboratory w Nowym Meksyku i General Dynamics in Falls Church, Va .; University of Leicester i Mullard Space Sciences Laboratory w Wielkiej Brytanii; Obserwatorium Brera i Włoska Agencja Kosmiczna we Włoszech; plus dodatkowych partnerów w Niemczech i Japonii.
