ENCONTRADO BURACOS NEGROS DE MASSA INTERMEDIARIA

Evidências importantes para populações de buracos negros de massa intermediária (IMBHs) foram encontradas.
Usando dados do Chandra e outros telescópios, duas equipes descobriram independentemente as IMBHs relativamente próximas e bilhões de anos-luz de distância.
A detecção da emissão de raios-X pelo Chandra fornece evidências críticas de que os IMBHs foram descobertos.
Os IMBHs podem desempenhar um papel significativo na formação dos maiores buracos negros no início do Universo.
Esta imagem mostra dados de uma enorme campanha de observação que inclui o Chandra X-ray Observatory da NASA . Esses dados do Chandra forneceram fortes evidências para a existência dos chamados buracos negros de massa intermediária (IMBHs). Combinados com um estudo separado que também usa dados do Chandra, esses resultados podem permitir que os astrônomos entendam melhor como os buracos negros mais numerosos do Universo primordial se formaram, como descrito em nosso mais recente comunicado à imprensa .
O Legacy Survey do COSMOS ("pesquisa de evolução cósmica") reuniu dados de alguns dos telescópios mais poderosos do mundo, abrangendo o espectro eletromagnético . Esta imagem contém dados Chandra desta pesquisa, equivalente a cerca de 4,6 milhões de segundos de tempo de observação. As cores nesta imagem representam diferentes níveis de energia de raios X detectados pelo Chandra. Aqui, os raios X de menor energia são vermelhos, a banda média é verde e os raios X de maior energia observados pelo Chandra são azuis. A maioria dos pontos coloridos nesta imagem são buracos negros. Dados do Telescópio Espacial Spitzer são mostrados em cinza. A inserção mostra a impressão de um artista de um buraco negro crescenteno centro de uma galáxia. Um disco de material que circunda o buraco negro e um jato de material de saída também são representados.
Dois novos estudos separados usando os dados do levantamento Chandra COSMOS-Legacy e outros dados do Chandra coletaram amostras de IMBHs, uma categoria indescritível de buracos negros entre os buracos negros de massa estelar e os buracos negros supermassivos encontrados nas regiões centrais de galáxias massivas.
Uma equipe de pesquisadores identificou 40 buracos negros em crescimento em galáxias anãs. Doze deles estão localizados a uma distância de mais de cinco bilhões de anos-luz da Terra e o mais distante está a 10,9 bilhões de anos-luz de distância, o buraco negro que mais cresce em uma galáxia anã já vista. A maioria dessas fontes são provavelmente IMBHs com massas que são cerca de 10.000 a 100.000 vezes a do Sol.
Uma segunda equipe encontrou uma amostra separada e importante de possíveis IMBHs em galáxias que estão mais próximas da Terra. Nesta amostra, o candidato mais distante da IMBH está a cerca de 2,8 bilhões de anos-luz da Terra e cerca de 90% dos candidatos da IMBH que eles descobriram estão a não mais do que 1,3 bilhão de anos-luz de distância.
Eles detectaram 305 galáxias em sua pesquisa com massas de buracos negros com menos de 300.000 massas solares. Observações com Chandra e com a XMM-Newton da ESA de uma pequena parte desta amostra mostram que cerca de metade dos 305 candidatos da IMBH são provavelmente IMBHs válidos. As massas para as dez fontes detectadas com observações de raios-X foram determinadas entre 40.000 e 300.000 vezes a massa do Sol.
Os IMBHs podem explicar como os maiores buracos negros, os supermassivos, foram capazes de se formar tão rapidamente após o Big Bang . Uma explicação importante é que buracos negros supermassivos crescem ao longo do tempo a partir de buracos negros menores, "sementes" contendo cerca de cem vezes a massa do Sol. Algumas dessas sementes devem se fundir para formar IMBHs. Outra explicação é que eles se formam muito rapidamente a partir do colapso de uma gigantesca nuvem de gás com uma massa igual a centenas de milhares de vezes a do Sol. Ainda há um consenso entre os astrônomos sobre o papel que os IMBHs podem desempenhar.

AM 0644-741: COLISÃO CÓSMICA FORÇA UMA ANEL GALÁTICO EM RAIOS X

Uma nova imagem captura o que acontece quando uma galáxia atravessa outra.
AM 0644-741 é uma chamada galáxia de anéis localizada a cerca de 300 milhões de anos-luz da Terra.
Dados do Chandra revelam um anel de fontes de raios-X brilhantes circundando a galáxia, que se acredita conter buracos negros ou estrelas de nêutrons.
A criação desses objetos compactos e densos foi acionada por ondulações no gás interestelar produzido durante uma colisão galáctica.
Astrônomos usaram o Chandra X-ray Observatory da NASA para descobrir um anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons em uma galáxia a 300 milhões de anos-luz da Terra.
Este anel, apesar de não exercer poder sobre a Terra Média, pode ajudar os cientistas a entender melhor o que acontece quando as galáxias colidem umas com as outras em impactos catastróficos.
Nesta nova imagem composta da galáxia AM 0644-741 (AM 0644 para abreviar), os raios X de Chandra ( roxo ) foram combinados com dados ópticos do Telescópio Espacial Hubble da NASA (vermelho, verde e azul). Os dados do Chandra revelam a presença de fontes de raios X muito brilhantes, provavelmente sistemas binários alimentados por um buraco negro de massa estelar ou estrela de nêutrons , em um notável anel. Os resultados são relatados em um novo artigo liderado por Anna Wolter, do INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, em Milão, Itália.
De onde veio o anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons no AM 0644? Os astrônomos pensam que foi criado quando uma galáxia foi puxada para outra galáxia pela força da gravidade. A primeira galáxia gerou ondulações no gás da segunda galáxia, AM 0644, localizada no canto inferior direito. Essas ondulações então produziram um anel de gás em expansão no AM 0644 que desencadeou o nascimento de novas estrelas. A primeira galáxia é possivelmente aquela localizada na parte inferior esquerda da imagem.
A mais massiva dessas estrelas nascentes levará vidas curtas - em termos cósmicos - de milhões de anos. Depois disso, seu combustível nuclear é gasto e as estrelas explodem como supernovas deixando para trás buracos negros com massas tipicamente entre cinco a vinte vezes a do Sol, ou estrelas de nêutrons com uma massa aproximadamente igual à do Sol.
Alguns desses buracos negros ou estrelas de nêutrons têm estrelas companheiras próximas e sugam gás de seu parceiro estelar. Este gás cai em direção ao buraco negro ou estrela de nêutrons, formando um disco giratório como a água circulando um dreno, e se aquece por fricção. Este gás superaquecido produz grandes quantidades de raios-X que o Chandra pode detectar.
Enquanto um anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons é intrigante em si mesmo, há mais na história do AM 0644. Todas as fontes de raios-X detectadas no anel do AM 0644 são brilhantes o suficiente para serem classificadas como fontes de raios X ultraluminosas. (ULXs). Esta é uma classe de objetos que produzem centenas a milhares de vezes mais raios-X do que a maioria dos sistemas binários "normais" nos quais uma estrela companheira está em órbita em torno de uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Até recentemente, a maioria dos astrônomos achava que os ULXs geralmente continham buracos negros de massa estelar, com a possível presença em alguns casos de buracos negros de massa intermediária (IMBHs) que contêm mais de cem vezes a massa do Sol. No entanto, esse pensamento foi derrubado quando alguns ULXs em outras galáxias, incluindo M82 e M51, foram encontrados para conter estrelas de nêutrons.
Várias outras explicações, além dos IMBHs, têm sido sugeridas para a intensa emissão de raios X de ULXs. Eles incluem o crescimento anormalmente rápido do buraco negro ou da estrela de nêutrons, ou efeitos geométricos decorrentes do afunilamento de material em infilhamento ao longo das linhas do campo magnético.
A identidade dos ULXs individuais no AM 0644 é atualmente desconhecida. Eles podem ser uma mistura de buracos negros e estrelas de nêutrons, e também é possível que sejam todos buracos negros ou todas as estrelas de nêutrons.
Nem todas as fontes de raios-X da imagem estão localizadas no anel de AM 0644. Uma das fontes é um buraco negro de rápido crescimento localizado bem atrás da galáxia a uma distância de 9,1 bilhões de anos-luz da Terra. Outra fonte intrigante detectada pelo Chandra é um crescente buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia. No novo estudo, os pesquisadores também usaram observações do Chandra para estudar outras seis galáxias anelares além do AM 0644. Um total de 63 fontes foram detectadas nas sete galáxias, e 50 delas são ULXs. Os autores observam um maior número médio de ULXs por galáxia nestas galáxias anelares do que em outros tipos de galáxias. As galáxias anelares estimularam o interesse dos astrônomos porque são os locais ideais para examinar modelos de como as estrelas duplas se formam e entender a origem dos ULXs.

FAZENDO A CABEÇA OU A CAUDA DE UMA PAISAGEM GALÁTICA

Abell 2142 é um aglomerado de galáxias com 6 milhões de anos-luz de comprimento e contém centenas de galáxias.
Os dados do Chandra revelam um grupo de galáxias, consistindo de um punhado de galáxias, que está despencando em Abell 2142.
Por trás desse grupo de galáxias descendente, há uma longa cauda de emissão de raios X composta de gás de milhões de graus.
Essa cauda de raios X ajuda os astrônomos a entender melhor como esses sistemas galácticos gigantes evoluem.
Os astrônomos usaram dados do Chandra X-ray Observatory da NASA para capturar uma imagem dramática de uma enorme cauda de gás quente que se estende por mais de um milhão de anos-luz atrás de um grupo de galáxias que está caindo nas profundezas de um aglomerado ainda maior de galáxias . Descobertas como essa ajudam os astrônomos a aprender sobre o ambiente e as condições sob as quais as maiores estruturas do Universo evoluem.
Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas do Universo unidas pela gravidade. Enquanto aglomerados de galáxias podem conter centenas ou mesmo milhares de galáxias individuais, a maior parte da massa em um aglomerado de galáxias vem do gás quente, que emite raios-X e matéria escura invisível . Como esses gigantes cósmicos chegaram a ser tão grandes?
Esta nova imagem mostra um caminho: a captura de galáxias à medida que são atraídas pela extraordinariamente poderosa gravidade de um aglomerado de galáxias. No painel esquerdo, uma visão de campo amplo do cluster, chamada Abell 2142, é vista. Abell 2142 contém centenas de galáxias incorporadas em gases de milhões de graus detectados pelo Chandra (roxo). O centro do aglomerado de galáxias está localizado no meio da emissão púrpura, na parte inferior da imagem. Somente o gás quente mais denso é mostrado aqui, implicando que o gás menos denso mais distante do meio do aglomerado não é representado na emissão púrpura. Nesta imagem composta , os dados do Chandra foram combinados com dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey em vermelho, verde e azul.

A2142 etiquetado
Uma cauda de raio X brilhante localizada na parte superior esquerda da imagem está apontando diretamente para Abell 2142. O painel direito contém uma visão mais próxima desta cauda. Um grupo de galáxias contendo quatro galáxias brilhantes fica perto da "cabeça" enquanto a "cauda" se estende para o canto superior esquerdo. (Grupos de galáxias, como definido pelos astrônomos, contêm um punhado de algumas dúzias de galáxias, ao contrário de aglomerados de galáxias muito mais populosos.) A direção da cauda e a ponta afiada do gás quente ao redor do grupo de galáxias, identificadas nas versão, mostra que o grupo está caindo quase diretamente para o centro de Abell 2142. Uma visão em close-up das quatro galáxias brilhantes (chamadas G1, G3, G4 e G5) é mostrada como uma imagem óptica e de raios-X. A galáxia G2 é um objeto de fundo, em vez de um membro do grupo de galáxias.

Galáxias marcadas A2142
Quando o grupo de galáxias cai em Abell 2142, parte do gás quente é retirado, como as folhas de uma árvore no outono, durante uma forte rajada de vento. À medida que o gás é retirado, ele se forma em uma cauda reta e relativamente estreita que se estende por cerca de 800.000 anos-luz. A forma da cauda sugere que os campos magnéticos ao redor dela estão agindo como um escudo para conter o gás. Mais ou menos um milhão de anos-luz, a cauda se alarga e se torna irregular. Isso pode significar que a turbulência no gás quente do aglomerado de galáxias é mais forte nessa área, ajudando a quebrar o efeito do escudo magnético.
O lado inferior da cauda se alarga mais do que o lado superior. Isso pode ser causado por uma assimetria anterior no gás quente no grupo de galáxias. Tal assimetria poderia resultar de uma explosão gerada por um buraco negro supermassivo em uma das galáxias do grupo, ou de fusões entre galáxias no grupo. Tais eventos podem levar a que algumas partes do gás do grupo da galáxia sejam removidas com mais facilidade do que outras.
Os novos dados do Chandra também confirmam que duas das quatro galáxias brilhantes do grupo, G3 e G4, contêm buracos negros supermassivos de rápido crescimento. As duas fontes de raio-X correspondentes estão sobrepostas na imagem do Chandra.