Jeden z największych astronomicznych przeglądów rentgenowskich, prowadzony z użyciem obserwatorium kosmicznego XMM-Newton (ESA), zaowocował mapą blisko 12 000 źródeł promieniowania rentgenowskiego położonych w trzech dużych obszarach nieba.
Źródła promieniowania rentgenowskiego reprezentują tu aktywne jądra galaktyk i gromady galaktyk, a nowy przegląd ukazuje wzrost supermasywnych czarnych dziur w centrach tych galaktyk. Ten przegląd uzupełnia poprzednie badania rentgenowskie i umożliwia naukowcom wykrywanie aktywnych jąder galaktycznych w szerokim zakresie różnych środowisk kosmicznych.
Qingling Ni i W. Niel Brandt z Penn State przedstawili wyniki przeglądu nieba o nazwie XMM-Spitzer Extragalactic Representative Volume Survey (XMM-SERVS) na konferencji prasowej podczas 238. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. Artykuł opisujący badania, autorstwa międzynarodowego zespołu astronomów, został przyjęty do druku w czasopiśmie The Astrophysical Journal Supplement.
Przeglądy rentgenowskie to najlepszy sposób na znalezienie rosnących supermasywnych czarnych dziur, które znajdują się w jądrach wielu dużych galaktyk – mówi Ni, doktorant w Penn State i główny autor artykułu. Dzięki temu możemy uzyskać dostęp do nowych informacji na temat populacji rosnących supermasywnych czarnych dziur, a przez to jeszcze lepiej zrozumieć ich właściwości fizyczne i ewolucję w kosmicznej historii.
Obecnie dostępne przeglądy rentgenowskie to w dużej mierze albo bardzo głębokie przeglądy obejmujące bardzo małe wycinki nieba, albo z kolei płytkie przeglądy obejmujące jego duże obszary. Głębokie przeglądy mogą wskazywać nam próbki aktywnych jąder galaktycznych tylko w ograniczonej objętości kosmicznej i nie są w stanie badać szerokiego zakresu dynamicznego środowisk kosmicznych. Płytkie, szerokokątne przeglądy pomagają natomiast w badaniach dużo większej różnorodności środowisk, ale nie są jednocześnie wystarczająco czułe, aby wykryć większość przypadków wzrostu supermasywnych czarnych dziur.
Nowy przegląd XMM-SERVS pomaga wypełnić lukę pomiędzy tymi ekstremami w badaniach nieba w wysokich energiach. Zapewnia pokrycie rentgenowskie dla trzech znacznie od siebie oddalonych i dobrze oddzielonych pól nieba, które wcześniej badano także na wielu innych długościach fal. Ponadto regiony te zostały wybrane jako tzw. „głębokie” (ang. Deep-Drilling Fields) pola przeglądu Legacy Survey of Space and Time (LSST), które ma już niebawem przeprowadzić Obserwatorium Vera C. Rubin – duży, 8,4-metrowy teleskop znajdujący się w północno-środkowym Chile, budowany obecnie za ponad 600 milionów dolarów. To jedna z największych inwestycji światowej społeczności astronomicznej w tej dekadzie!
Pola nieba pokrywane przez XMM-SERVS to Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), XMM-Newton Large-Scale Structure Survey (XMM-LSS) i słynne już (między innymi dzięki przeglądowi LOFAR) European Large-Area Infrared Space Observatory S1 Survey (ELAIS-S1). Te obszary, z których każdy obejmuje kilka stopni kwadratowych, znajdują się już wśród najlepiej jak dotąd zbadanych wycinków nieba, a dzięki nadchodzącemu LSST i innym, przyszłym, bardziej dokładnym instrumentem obserwacyjnym staną się niebawem najlepszymi polami przeglądów nowej generacji.
Źródło: The XMM-SERVS Survey
Ten przegląd stanowi kluczową pracę, na której bazie, jak podejrzewam, powstaną setki nowych badań astronomicznych w ciągu następnych 10 do 20 lat – podsumowuje Brandt Verne M. Willaman, profesor astrofizyki i fizyki w Penn State, jeden z głównych badaczy w projekcie.
XMM-Newton był najlepszą misją do zebrania tych danych, ale trzeba też było przy tym poświęcić dużo czasu na obserwacje – z całkowitą, łączną ekspozycją wynoszącą prawie 60 dni. Było to niezbędne ze względu na ambitne próby wykrycia i zmapowania aktywnych jąder galaktyk i gromad galaktyk oraz lepszego zrozumienia ewolucji i budowy wielkoskalowych struktur we Wszechświecie. Wymagało to wieloletniego, ale i międzynarodowego wysiłku. Uczeni projektu są przy tym wdzięczni Europejskiej Agencji Kosmicznej i agencji NASA za ich wieloletnie wsparcie dla tej pracy – bez nich przedstawiane odkrycia nie byłyby zapewne mozliwe.
Czytaj więcej:
Źródło: Penn State University/Technology.org
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: XMM-Newton wykonał to „zdjęcia” pola ELAIS-S1 o powierzchni 3,2 stopnia kwadratowego, będącego około 15 razy większe niż obserwowany z Ziemi rozmiar Księżyca w pełni (pokazany w skali w prawym dolnym rogu). XMM-SERVS zapewnia szeroki, czuły obraz rentgenowski tego regionu. Źródło: ESA/XMM-Newton/XMM-SERVS/Q. Ni i in.
