Εορτασμός μαύρων τρυπών που ανακαλύφθηκαν στον γαλαξιακό ιστό της αράχνης

• Για να αναζητήσουν μαύρες τρύπες γύρω από τον γαλαξία “Spiderweb”, οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει για περισσότερες από 8 ημέρες[{” attribute=””>NASA’s Chandra X-ray Observatory.
• Chandra revealed 14 actively growing supermassive black holes — a much higher rate than other similar samples.
• The difference may be caused by collisions between galaxies in the forming cluster or by an excess of colder gas.
• The “Spiderweb” gets its nickname from its appearance in some optical light images.

Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI

Often, a spiderweb conjures the idea of captured prey soon to be consumed by a waiting predator. In the case of the “Spiderweb” protocluster, however, objects that lie within a giant cosmic web are feasting and growing, according to data from NASA’s Chandra X-ray Observatory.

The Spiderweb galaxy, officially known as J1140-2629, gets its nickname from its web-like appearance in some optical light images. This likeness can be seen in the inset box where data from NASA’s Hubble Space Telescope shows galaxies in orange, white, and blue, and data from Chandra is in purple. Located about 10.6 billion light years from Earth, the Spiderweb galaxy is at the center of a protocluster, a growing collection of galaxies and gas that will eventually evolve into a galaxy cluster.

Για να αναζητήσουν τις αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες στο σύμπλεγμα των πρωτόζωων αράχνης, μια ομάδα ερευνητών το παρατήρησε για περισσότερες από οκτώ ημέρες με τον Chandra. Στο κύριο πάνελ αυτού του γραφήματος, μια σύνθετη εικόνα του στοιχειακού συμπλέγματος Spiderweb δείχνει τις ακτίνες Χ που ανακάλυψε ο Chandra (επίσης σε μωβ) σε συνδυασμό με οπτικά δεδομένα από το τηλεσκόπιο Subaru στο Mauna Kea στη Χαβάη (κόκκινο, πράσινο και λευκό). Η μεγάλη εικόνα έχει πλάτος 11,3 εκατομμύρια έτη φωτός.

14 πηγές που ανακάλυψε ο Chandra. Πιστώσεις: Ακτινογραφία: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al. Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Οπτικό (HST): NASA/STSCI

Οι περισσότερες από τις «σταγόνες» στην οπτική εικόνα είναι γαλαξίες στο πρωτοσμήνος, συμπεριλαμβανομένων 14 γαλαξιών που ανακαλύφθηκαν στη νέα βαθιά εικόνα του Chandra. Αυτές οι πηγές ακτίνων Χ αποκαλύπτουν την παρουσία ύλης που πέφτει προς τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που περιέχουν εκατοντάδες εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Το σμήνος πρωτο-ιστού υπάρχει σε μια εποχή του σύμπαντος που οι αστρονόμοι αναφέρουν ως «κοσμικό μεσημέρι». Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου – περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες βίωναν εκρηκτική ανάπτυξη.

Ο ιστός αράχνης φαίνεται να ξεπερνά τα υψηλά πρότυπα αυτής της ενεργούς περιόδου στο σύμπαν. Οι 14 πηγές που ανακαλύφθηκαν από τον Chandra (που κυκλώνονται στην παρακάτω εικόνα) δείχνουν ότι περίπου το 25% των μεγάλων γαλαξιών περιέχουν ενεργά αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες. Αυτό είναι περίπου είκοσι πέντε φορές μεγαλύτερο από το κλάσμα που βρίσκεται σε άλλους γαλαξίες περίπου παρόμοιας ηλικίας και εύρους μάζας.

14 πηγές που ανακάλυψε ο Chandra. Πιστώσεις: Ακτινογραφία: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al. Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Οπτικό (HST): NASA/STSCI

Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι ορισμένοι περιβαλλοντικοί παράγοντες είναι υπεύθυνοι για τον μεγάλο αριθμό των ταχέως αναπτυσσόμενων μαύρων οπών στο σύμπλεγμα πρωτο-ιστού. Ένας λόγος μπορεί να είναι ότι ο υψηλός ρυθμός συγκρούσεων και αλληλεπιδράσεων μεταξύ γαλαξιών παρασύρει το αέριο προς τις μαύρες τρύπες στο κέντρο κάθε γαλαξία, ελευθερώνοντας μεγάλες ποσότητες υλικού για κατανάλωση. Μια άλλη εξήγηση είναι ότι το πρωτοσμήνος εξακολουθεί να περιέχει μεγάλες ποσότητες ψυχρού αερίου που καταναλώνονται εύκολα από α[{” attribute=””>black hole than hot gas (this cold gas would be heated as the protocluster evolves into a galaxy cluster).

Close up. Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI

A detailed study of Hubble data may provide important clues about the reasons for the large number of rapidly growing black holes in the Spiderweb protocluster. Extending this work to other protoclusters would also require the sharp X-ray vision of Chandra.

Μια εργασία που περιγράφει αυτά τα ευρήματα έχει γίνει αποδεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Αστρονομία και αστροφυσική. Ο πρώτος συγγραφέας είναι ο Paolo Tozzi του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής στην Artre της Ιταλίας.

Αναφορά: «700 ks Chandra Spiderweb Field I: Evidence for Extensive Nuclear Activity in the Primary Group» Από P. Tozzi, L. Pintericci, R. Gilli, M. Pannella, F. Fiore, G. Miley, M. Nonino, HJA Rottgering, V. Strazzullo, C. Anderson, S. Borgani, A. Calabro’, C. Carilli, H. Dannerbauer, L. Di Mascolo, C. Feruglio, R. Gobat, S. Jin, A. Liu, T. Mroczkowski Norman, Ε.; plumb, β. Rosati και A. Σαρού, αποδεκτός, Αστρονομία και αστροφυσική.
arXiv: 2203.02208

Το Marshall Space Flight Center της NASA διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra. Το κέντρο ακτίνων Χ Chandra του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian ελέγχει τις επιστημονικές λειτουργίες από το Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης και τις πτητικές λειτουργίες από το Μπέρλινγκτον της Μασαχουσέτης.