Psychedelische Beobachtungen des Chandra-Weltraum-Röntgenobservatoriums helfen Astronomen zu verstehen, wie sich die monströsesten Schwarzen Löcher in unserem Universum bilden und wachsen.
Chandra fixierte ihren Blick in die Dunkelheit und spähte über das uralte Schwarze Loch. Dieses einzigartige Bild zeigt, wie Röntgenstrahlen hauptsächlich von supermassiven Schwarzen Löchern in den Kernen von Galaxien ausgehen, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind. Das Alter einiger von ihnen stammt aus der Zeit der Geburt des Universums.
Ohne Kontext ist es schwierig, die Tiefe dieser Informationen zu verstehen. Chandra erhielt den Befehl, 7 Millionen Sekunden lang (11,5 Wochen) denselben Teil des Himmels zu betrachten. Diese Zeit wurde verwendet, um eine ausreichende Anzahl schwacher Röntgenphotonen einzufangen, die von Milliarden von Lichtkörpern ausgehen, um die Linse des Weltraumteleskops zu erreichen, die die schwächsten Objekte „sieht“. Und als Hubble das berühmte "Deep Field" entdeckte (eine leere Region mit Tausenden von unentdeckten Galaxien), deckte Chandras sorgfältige Beobachtung das Loch des Monsters auf.
Astronomen glauben, dass Sie mit diesem neuen Ansatz 5.000 Röntgenstrahlen emittierende Objekte am Mondhimmel sehen können. Sie glauben, dass es rund eine Milliarde solcher Punkte am Himmel geben kann.
Jeder Punkt repräsentiert eine Art starker Röntgenstrahlen, von denen 70% aktive Schwarze Löcher sind, deren Größe von 100.000 bis zu mehreren Milliarden Sonnenmassen reicht. Durch die Einrichtung von Hubble zur Beobachtung desselben Ortes haben die Forscher bestätigt, dass diese starken Emissionen von Schwarzen Löchern tatsächlich in den Kernen von Galaxien erzeugt werden. Diese Riesen ziehen riesige Mengen an Materie und produzieren in der Nähe des Ereignishorizonts überhitztes Plasma, um Akkretionsscheiben zu bilden und starke Röntgenstrahlen zu erzeugen. Die am weitesten entfernten Quellen stammen aus Galaxien, die 12,5 Milliarden Lichtjahre von unserem Planeten entfernt sind und höchstwahrscheinlich aus riesigen Ansammlungen von Sternenmassen von Schwarzen Löchern (5-10 mal die Masse unserer Sonne) stammen, die aktiv galaktische Gase verbrauchen.
Das Bild ist Teil des südlichen Chandra-Feldes (CDF-S), dem tiefsten jemals aufgenommenen Röntgenbild.
Nachdem die Astronomen einen Überblick über die Röntgenstrahlung erhalten haben, können sie untersuchen, wie sich diese massiven Objekte entwickeln, angefangen von zwei Milliarden Jahren nach dem Urknall bis hin zum Zustand des modernen Universums.
"Mit einem erstaunlichen Bild können wir die frühesten Tage der Existenz von Schwarzen Löchern im Universum untersuchen und sehen, wie sie sich verändert haben", sagte Neil Brandt von der University of Pennsylvania und der Leiter der Gruppe von Astronomen, die sich derzeit mit dieser historischen Weltraumspezies befassen. Das Papier wurde auf dem 229. Treffen der American Astronomical Society in Grapevine (Texas) vorgestellt.
"Es ist schwierig, im frühen Universum schwarze Löcher zu finden, weil sie weit entfernt sind und Strahlung produzieren, wenn Materie aktiv angesaugt wird", fügte Bin Lo von der Universität Nanjing in China hinzu. "Aber mit Chandra können wir eine große Anzahl wachsender Objekte finden und untersuchen, von denen einige kurz nach dem Urknall erschienen sind." Obwohl diese Röntgenbeobachtung Astronomen über viele Jahre hinweg Arbeit bieten wird, scheinen einige Entdeckungen bereits gemacht worden zu sein. Trotz der bekannten Information, dass Schwarze Löcher die Kerne der meisten Galaxien besetzen, gibt es immer noch keine Informationen darüber, wie sie solche Größen erreichen. Durch Messen des Abstands der einzelnen Punkte erfahren die Astronomen mehr über ihre jeweiligen Eigenschaften. Interessanterweise gewannen sie in der frühesten Epoche des Universums (zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall) nicht stetig an Wachstum, sondern erlebten dramatische Anstiege.
"Nachdem wir diese Röntgenstrahlen verstanden haben, werden wir mehr über die Entwicklung der Sternmassen und supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum erfahren", sagt Fabio Vito von der University of Pennsylvania. „Wir kehren in die Vergangenheit zurück, als diese Objekte gerade in eine entscheidende Wachstumsphase eintraten.“
