Usando a mais profunda imagem de raios-X já tomadas, os astrônomos encontraram a primeira evidência direta de que maciços buracos negros eram comuns no início do universo.Esta descoberta de Chandra da NASA X-ray Observatory mostra que os buracos negros muito jovens cresceram de forma mais agressiva do que se pensava, em conjunto com o crescimento de suas galáxias.
Apontando Chandra em um pedaço de céu por mais de seis semanas, os astrônomos obtiveram aquilo que é conhecido como o Deep Field South Chandra (CDFS).Quando combinado com imagens muito profundas ópticas e infravermelhas do espaço do Hubble, os novos dados do Chandra permitiram aos astrônomos procurar buracos negros em 200 galáxias distantes, a partir de quando o Universo tinha entre cerca de 800 a 950 milhões de anos.
"Até agora, não tínhamos idéia do que os buracos negros nestas galáxias iniciais estavam fazendo, ou se sequer existiam", disse Ezequiel Treister da Universidade do Havaí, principal autor do estudo publicado na edição 16 de junho da revista Nature . "Agora sabemos que eles estão lá, e eles estão crescendo a todo o vapor."
O crescimento super-dimensionado significa que os buracos negros no CDFS são versões menos extremas de quasares - objetos raros muito luminosos potencializados por materiais caindo sobre os buracos negros supermassivos.No entanto, as fontes no CDFS são cerca de uma centena de vezes mais fraca e os buracos negros são cerca de mil vezes menos massivos que os quasares.
As observações constataram que entre 30 e 100 por cento das galáxias distantes contêm buracos negros supermassivos em crescimento.Extrapolando estes resultados a partir do pequeno campo observado para o céu cheio, há pelo menos 30 milhões de buracos negros supermassivos no início do universo.Este é um fator de 10.000 maior que o número estimado de quasares no universo primordial.
"Parece que nós encontramos toda uma população nova de buracos negros jovens", disse o co-autor Kevin Schawinski da Universidade de Yale."Nós achamos que esses bebês vão crescer por um fator de cerca de cem ou mil, tornando-se semelhante ao buraco negro gigante que vemos hoje quase 13 bilhões de anos depois."
A população de jovens buracos negros no início do Universo havia sido previsto, mas ainda não observados.Cálculos detalhados mostram que a quantidade total de buracos negros em crescimento observado por esta equipe é de cerca de uma centena de vezes maior do que estimativas recentes.
Visto que estes buracos negros estão quase todos envoltos em espessas nuvens de gás e poeira,os telescópios ópticos freqüentemente não podem detectá-los.No entanto, a altas energias de raios-X a luz pode penetrar nesses véus, permitindo serem estudados os buracos negros no seu interior.
Os físicos que estudam os buracos negros querem saber mais como os primeiros buracos negros supermassivos foram formados e como eles crescem.Embora as evidências para o crescimento paralelo dos buracos negros e galáxias fossem estabelecidas em distâncias próximas, os novos resultados de Chandra mostram que esta conexão começa mais cedo do que se pensava, talvez desde a origem de ambos.
"A maioria dos astrónomos pensam que no universo atual os buracos negros e galáxias estão crescendo em uma forma simbiótica", disse Priya Natarajan, co-autor da Universidade de Yale."Nós mostramos que essa relação co-dependente tem existido desde tempos muito antigos." Tem sido sugerido que os primeiros buracos negros iriam desempenhar um papel importante limpando a "névoa" cósmica de neutro, ou sem carga de hidrogênio, que permearam o universo primitivo, quando as temperaturas arrefeceram após o Big Bang.No entanto, o estudo de Chandra mostra cobertores de poeira e radiação ultravioleta pararam de gerar gás pelos buracos negros de viajar para o exterior para realizar esta "reionização." Portanto, estrelas e buracos negros que não crescem são susceptíveis de terem apagado esse nevoeiro ao amanhecer cósmico.
Chandra é capaz de detectar objetos extremamente fracos a grandes distâncias, mas estes buracos negros são tão obscuros que os fótons relativamente poucos podem escapar e, portanto, não poderiam ser individualmente detectados.Em vez disso, a equipe usou uma técnica que confiou na capacidade de Chandra para determinar com precisão a direção da qual os raios-X veio para somar todas as contagens de raios-X próximos das posições de galáxias distantes e encontrar um sinal estatisticamente significativo.
Esta imagem composta do Chandra X-ray Observatory e do Telescópio Espacial Hubble (HST) combina a mais profunda visão do céu em raios-X e infravermelho.Usando essas imagens, os astrônomos obtiveram a primeira evidência direta de que buracos negros são comuns no Universo primordial e mostrou que buracos negros muito jovens cresceram de forma mais agressiva do que se pensava.
Os astrônomos obtiveram o que é conhecido como o Deep Field South Chandra (CDFS), apontando o telescópio para o mesmo pedaço de céu por mais de seis semanas.A imagem composta mostra uma pequena parte do CDFS, onde as fontes Chandra são azuis, os dados HST ópticos são mostrados em verde e azul e os dados de infravermelho do Hubble estão em vermelho e verde.
Os novos dados do Chandra permitiram aos astrônomos procurarem buracos negros em 200 galáxias distantes, a partir de quando o Universo tinha entre cerca de 800 milhões e 950 milhões de anos.Estas galáxias distantes foram detectadas utilizando a HST dados e as posições de um subconjunto delas são marcados com os círculos amarelos.
O restante dos 200 galáxias foram encontrados em outras observações HST profundas localizados em outras partes do CDFS ou a Chandra Deep Field North, um segundo ultra-profundas campo Chandra em uma parte diferente do céu.
Nenhuma das galáxias foram individualmente detectadas com o Chandra, por isso a equipe usou uma técnica que confiou na capacidade de Chandra determinar com precisão a direção da qual os raios-X veio para somar todas as contagens de raios-X próximos das posições destas galáxias distantes .Os duas imagens resultantes "empilhadas" desta análise estão no lado direito do gráfico, onde a imagem inferior mostra o baixo consumo de energia de raios-X e a imagem de cima tem raios-X de alta energia.Sinais estatisticamente significativos são encontrados em ambas as imagens.
Estes resultados implicam que entre 30% e 100% das galáxias distantes contêm buracos negros supermassivos em crescimento.Extrapolando estes resultados a partir do campo relativamente pequeno de vista que foi observado para o céu cheio, há pelo menos 30 milhões de buracos negros supermassivos no início do Universo.Este é um fator de 10.000 maior que o número estimado de quasares no Universo primordial.
O sinal mais forte de raios-X de alta energia implica que os buracos negros estão quase todos envoltos em espessas nuvens de gás e poeira.Apesar de grandes quantidades de luz óptica são gerados por material caindo sobre os buracos negros, esta luz é bloqueada dentro do núcleo da galáxia do buraco negro hospedeiro e é indetectável por telescópios ópticos.No entanto,a luz dos raios-X de alta energia pode penetrar nesses véus, permitindo estudar os buracos negros no seu interior.
Esta é uma impressão artística de um crescente buraco negro supermassivo localizado no início do Universo, mostrando um disco de gás girando em torno do objeto central, que gera grandes quantidades de radiação.Este gás é destinado a ser consumido pelo buraco negro.A massa do buraco negro é inferior a 100 da massa que terá quando o Universo atingir sua idade atual de cerca de 13,7 bilhões de ano
A impressão deste artista mostra uma galáxia muito jovem localizada no início do Universo menos de um bilhão de anos após o Big Bang.A aparência distorcida da galáxia é causada pelo grande número de fusões que ocorrem nesta época precoce, e as regiões azuis marcam onde está ocorrendo a formação de estrelas a um ritmo elevado.O núcleo da galáxia é incorporado dentro de véus pesados de poeira e gás.Um recorte do núcleo mostra que essa poeira e gás estão se escondendo de radiação muito brilhante do centro da galáxia, produzida por um buraco negro supermassivo em rápido crescimento.
Apontando Chandra em um pedaço de céu por mais de seis semanas, os astrônomos obtiveram aquilo que é conhecido como o Deep Field South Chandra (CDFS).Quando combinado com imagens muito profundas ópticas e infravermelhas do espaço do Hubble, os novos dados do Chandra permitiram aos astrônomos procurar buracos negros em 200 galáxias distantes, a partir de quando o Universo tinha entre cerca de 800 a 950 milhões de anos.
"Até agora, não tínhamos idéia do que os buracos negros nestas galáxias iniciais estavam fazendo, ou se sequer existiam", disse Ezequiel Treister da Universidade do Havaí, principal autor do estudo publicado na edição 16 de junho da revista Nature . "Agora sabemos que eles estão lá, e eles estão crescendo a todo o vapor."
O crescimento super-dimensionado significa que os buracos negros no CDFS são versões menos extremas de quasares - objetos raros muito luminosos potencializados por materiais caindo sobre os buracos negros supermassivos.No entanto, as fontes no CDFS são cerca de uma centena de vezes mais fraca e os buracos negros são cerca de mil vezes menos massivos que os quasares.
As observações constataram que entre 30 e 100 por cento das galáxias distantes contêm buracos negros supermassivos em crescimento.Extrapolando estes resultados a partir do pequeno campo observado para o céu cheio, há pelo menos 30 milhões de buracos negros supermassivos no início do universo.Este é um fator de 10.000 maior que o número estimado de quasares no universo primordial.
"Parece que nós encontramos toda uma população nova de buracos negros jovens", disse o co-autor Kevin Schawinski da Universidade de Yale."Nós achamos que esses bebês vão crescer por um fator de cerca de cem ou mil, tornando-se semelhante ao buraco negro gigante que vemos hoje quase 13 bilhões de anos depois."
A população de jovens buracos negros no início do Universo havia sido previsto, mas ainda não observados.Cálculos detalhados mostram que a quantidade total de buracos negros em crescimento observado por esta equipe é de cerca de uma centena de vezes maior do que estimativas recentes.
Visto que estes buracos negros estão quase todos envoltos em espessas nuvens de gás e poeira,os telescópios ópticos freqüentemente não podem detectá-los.No entanto, a altas energias de raios-X a luz pode penetrar nesses véus, permitindo serem estudados os buracos negros no seu interior.
Os físicos que estudam os buracos negros querem saber mais como os primeiros buracos negros supermassivos foram formados e como eles crescem.Embora as evidências para o crescimento paralelo dos buracos negros e galáxias fossem estabelecidas em distâncias próximas, os novos resultados de Chandra mostram que esta conexão começa mais cedo do que se pensava, talvez desde a origem de ambos.
"A maioria dos astrónomos pensam que no universo atual os buracos negros e galáxias estão crescendo em uma forma simbiótica", disse Priya Natarajan, co-autor da Universidade de Yale."Nós mostramos que essa relação co-dependente tem existido desde tempos muito antigos." Tem sido sugerido que os primeiros buracos negros iriam desempenhar um papel importante limpando a "névoa" cósmica de neutro, ou sem carga de hidrogênio, que permearam o universo primitivo, quando as temperaturas arrefeceram após o Big Bang.No entanto, o estudo de Chandra mostra cobertores de poeira e radiação ultravioleta pararam de gerar gás pelos buracos negros de viajar para o exterior para realizar esta "reionização." Portanto, estrelas e buracos negros que não crescem são susceptíveis de terem apagado esse nevoeiro ao amanhecer cósmico.
Chandra é capaz de detectar objetos extremamente fracos a grandes distâncias, mas estes buracos negros são tão obscuros que os fótons relativamente poucos podem escapar e, portanto, não poderiam ser individualmente detectados.Em vez disso, a equipe usou uma técnica que confiou na capacidade de Chandra para determinar com precisão a direção da qual os raios-X veio para somar todas as contagens de raios-X próximos das posições de galáxias distantes e encontrar um sinal estatisticamente significativo.
Esta imagem composta do Chandra X-ray Observatory e do Telescópio Espacial Hubble (HST) combina a mais profunda visão do céu em raios-X e infravermelho.Usando essas imagens, os astrônomos obtiveram a primeira evidência direta de que buracos negros são comuns no Universo primordial e mostrou que buracos negros muito jovens cresceram de forma mais agressiva do que se pensava.
Os astrônomos obtiveram o que é conhecido como o Deep Field South Chandra (CDFS), apontando o telescópio para o mesmo pedaço de céu por mais de seis semanas.A imagem composta mostra uma pequena parte do CDFS, onde as fontes Chandra são azuis, os dados HST ópticos são mostrados em verde e azul e os dados de infravermelho do Hubble estão em vermelho e verde.
Os novos dados do Chandra permitiram aos astrônomos procurarem buracos negros em 200 galáxias distantes, a partir de quando o Universo tinha entre cerca de 800 milhões e 950 milhões de anos.Estas galáxias distantes foram detectadas utilizando a HST dados e as posições de um subconjunto delas são marcados com os círculos amarelos.
O restante dos 200 galáxias foram encontrados em outras observações HST profundas localizados em outras partes do CDFS ou a Chandra Deep Field North, um segundo ultra-profundas campo Chandra em uma parte diferente do céu.
Nenhuma das galáxias foram individualmente detectadas com o Chandra, por isso a equipe usou uma técnica que confiou na capacidade de Chandra determinar com precisão a direção da qual os raios-X veio para somar todas as contagens de raios-X próximos das posições destas galáxias distantes .Os duas imagens resultantes "empilhadas" desta análise estão no lado direito do gráfico, onde a imagem inferior mostra o baixo consumo de energia de raios-X e a imagem de cima tem raios-X de alta energia.Sinais estatisticamente significativos são encontrados em ambas as imagens.
Estes resultados implicam que entre 30% e 100% das galáxias distantes contêm buracos negros supermassivos em crescimento.Extrapolando estes resultados a partir do campo relativamente pequeno de vista que foi observado para o céu cheio, há pelo menos 30 milhões de buracos negros supermassivos no início do Universo.Este é um fator de 10.000 maior que o número estimado de quasares no Universo primordial.
O sinal mais forte de raios-X de alta energia implica que os buracos negros estão quase todos envoltos em espessas nuvens de gás e poeira.Apesar de grandes quantidades de luz óptica são gerados por material caindo sobre os buracos negros, esta luz é bloqueada dentro do núcleo da galáxia do buraco negro hospedeiro e é indetectável por telescópios ópticos.No entanto,a luz dos raios-X de alta energia pode penetrar nesses véus, permitindo estudar os buracos negros no seu interior.
Esta é uma impressão artística de um crescente buraco negro supermassivo localizado no início do Universo, mostrando um disco de gás girando em torno do objeto central, que gera grandes quantidades de radiação.Este gás é destinado a ser consumido pelo buraco negro.A massa do buraco negro é inferior a 100 da massa que terá quando o Universo atingir sua idade atual de cerca de 13,7 bilhões de ano
A impressão deste artista mostra uma galáxia muito jovem localizada no início do Universo menos de um bilhão de anos após o Big Bang.A aparência distorcida da galáxia é causada pelo grande número de fusões que ocorrem nesta época precoce, e as regiões azuis marcam onde está ocorrendo a formação de estrelas a um ritmo elevado.O núcleo da galáxia é incorporado dentro de véus pesados de poeira e gás.Um recorte do núcleo mostra que essa poeira e gás estão se escondendo de radiação muito brilhante do centro da galáxia, produzida por um buraco negro supermassivo em rápido crescimento.
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