Fra en NASA-pressemeddelelse:
Set i røntgenstråler er hele himlen aglow. Problemet var, for få af dem blev opdaget til at udføre jobbet.
Et internationalt team af forskere, der bruger data fra NASAs Swift-satellit, bekræfter eksistensen af en stort set usynet befolkning af sorte huldrevne galakser. Deres røntgenemission er så stærkt absorberet, at der kun er kendt lidt mere end et dusin. Alligevel siger astronomer, at trods de dybt nedtonede røntgenstråler, kan kilderne repræsentere toppen af isbjerget og tegner sig for mindst en femtedel af alle aktive galakser.
”Disse stærkt indhyllede sorte huller er rundt omkring os,” sagde Neil Gehrels, Swift-hovedundersøger ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Og medforfatter til den nye undersøgelse. ”Men inden Swift var de bare for svage og for skjult til at vi kunne se det.”
Resultaterne vises i 10. februar-udgaven af The Astrophysical Journal.
De fleste store galakser indeholder et kæmpe, centralt sort hul, og dem, der er observeret i Swift-undersøgelsen, vejer cirka 100 millioner gange solens masse. I en aktiv galakse styrer stof, der falder mod det supermassive sorte hul, høje energi-emissioner så intense, at to klasser af aktive galakser, kvasarer og blazarer, rangerer som de mest lysende objekter i universet.
Røntgenbaggrunden førte til, at astronomer mistænkte, at aktive galakser blev underskrevet. Astronomer kunne aldrig være sikre på, at de havde opdaget de fleste af selv de nærmeste aktive galakser. Tykke skyer af støv og gas omgiver det centrale sorte hul og skærmer ultraviolet, optisk og lavenergi (eller blødt) røntgenlys. Mens infrarød stråling kan gøre det gennem materialet, kan det forveksles med varmt støv i galakas stjernedannende regioner.
Nogle af det sorte huls mere energiske røntgenstråler trænger imidlertid ind i hylsteret, og det er her, Swift kommer ind.
Siden 2004 har Swift's Burst Alert Telescope (BAT), udviklet og betjent ved NASA Goddard, kortlagt hele himlen i hårde røntgenstråler med energier mellem 15.000 og 200.000 elektron volt - tusindvis af gange energi af synligt lys. Gradvist opbygning af eksponeringen år efter år er undersøgelsen nu den største, mest følsomme og mest komplette folketælling ved disse energier. Det inkluderer hundreder af aktive galakser til en afstand af 650 millioner lysår.
Fra denne prøve fjernede forskerne kilder mindre end 15 grader væk fra det støvede, overfyldte plan i vores egen galakse. Alle aktive galakser med en energisk partikelstråle blev heller ikke overvejet, hvilket efterlod 199 galakser.
Selvom der er mange forskellige typer aktiv galakse, forklarer astronomer de forskellige observerede egenskaber baseret på, hvordan galaksen vinkler ind i vores synslinie. Vi ser de lyseste næsten med ansigtet på, men når vinklen øges, absorberer den omgivende ring af gas og støv stigende mængder af det sorte huls emissioner.
Astronomer antog, at der var mange aktive galakser orienteret for os, men de kunne bare ikke opdages, fordi disken med gas dæmper emissionerne for stærkt.
”Disse ekstremt skjulte aktive galakser er meget svage og vanskelige at finde. Ud af en stikprøve på 199 kilder opdagede vi kun ni af dem, ”sagde Davide Burlon, hovedforfatteren af studiet og en kandidatstuderende ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i München.
”Men selv Swift's BAT har problemer med at finde disse stærkt absorberede kilder, og vi ved, at undersøgelsen undergraver dem,” forklarede Burlon. ”Da vi tog dette ind, fandt vi, at disse indhyllede aktive galakser er meget talrige, hvilket udgør omkring 20 til 30 procent af det samlede antal.”
”Med Swift har vi nu kvantificeret, hvor mange aktive galakser der er omkring os - virkelig i vores baghave,” sagde Marco Ajello ved SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, Calif. ”Antallet er stort, og det er enig med modeller, der siger, at de er ansvarlige for det meste af røntgenbaggrunden. ” Hvis tallene forbliver konsistente i større afstande, når universet var væsentligt yngre, er der nok supermassive sorte huller til at tage højde for den kosmiske røntgenbaggrund.
Holdet fusionerede derefter Swift BAT-data med arkiverede observationer fra sit røntgen-teleskop i et forsøg på at undersøge, hvordan intensiteten af galaksenes emissioner ændrede sig ved forskellige røntgenstrålingsenergier.
”Dette er første gang, vi kunne undersøge det gennemsnitlige spektrum af stærkt absorberede aktive galakser,” sagde Ajello. "Disse galakser er ansvarlige for formen af den kosmiske røntgenbaggrund - de skaber toppen af dens energi."
Alt dette stemmer overens med tanken om, at den kosmiske røntgenbaggrund er resultatet af emission fra skjulte supermassive sorte huller, der var aktive, da universet var 7 milliarder år gammelt, eller cirka halvdelen af dets nuværende alder.
Swift, der blev lanceret i november 2004, administreres af Goddard. Det blev bygget og drives i samarbejde med Penn State, Los Alamos National Laboratory i New Mexico og General Dynamics i Falls Church, Va .; University of Leicester og Mullard Space Sciences Laboratory i Storbritannien; Brera-observatoriet og det italienske rumfartsagentur i Italien; plus yderligere partnere i Tyskland og Japan.
