Aus einer Pressemitteilung der NASA:
Bei Röntgenaufnahmen leuchtet der gesamte Himmel. Das Problem war, dass zu wenige von ihnen entdeckt wurden, um die Arbeit zu erledigen.
Ein internationales Wissenschaftlerteam, das Daten vom Swift-Satelliten der NASA verwendet, bestätigt die Existenz einer weitgehend unsichtbaren Population von Galaxien mit Schwarzlochantrieb. Ihre Röntgenemissionen werden so stark absorbiert, dass kaum mehr als ein Dutzend bekannt sind. Astronomen sagen jedoch, dass die Quellen trotz der stark gedimmten Röntgenstrahlen die Spitze des Eisbergs darstellen könnten, die mindestens ein Fünftel aller aktiven Galaxien ausmacht.
"Diese stark verhüllten schwarzen Löcher sind überall um uns herum", sagte Neil Gehrels, der leitende Ermittler von Swift am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md., Und Mitautor der neuen Studie. "Aber vor Swift waren sie einfach zu schwach und zu dunkel, als dass wir sie sehen könnten."
Die Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe vom 10. Februar des Astrophysical Journal.
Die meisten großen Galaxien enthalten ein riesiges zentrales Schwarzes Loch, und die in der Swift-Studie beobachteten wiegen etwa das 100-Millionen-fache der Sonnenmasse. In einer aktiven Galaxie verursacht Materie, die auf das supermassereiche Schwarze Loch fällt, so hohe Energieemissionen, dass zwei Klassen aktiver Galaxien, Quasare und Blazare, als die leuchtendsten Objekte im Universum gelten.
Der Röntgenhintergrund ließ Astronomen vermuten, dass aktive Galaxien unterzählt waren. Astronomen konnten niemals sicher sein, dass sie die meisten der nächsten aktiven Galaxien entdeckt hatten. Dicke Staub- und Gaswolken umgeben das zentrale Schwarze Loch und schirmen ultraviolettes, optisches und energiearmes (oder weiches) Röntgenlicht ab. Während Infrarotstrahlung das Material durchdringen kann, kann es in den sternbildenden Regionen der Galaxie mit warmem Staub verwechselt werden.
Einige der energiereicheren Röntgenstrahlen des Schwarzen Lochs dringen jedoch in das Leichentuch ein, und hier kommt Swift ins Spiel.
Seit 2004 kartiert Swifts Burst Alert Telescope (BAT), das bei der NASA Goddard entwickelt und betrieben wird, den gesamten Himmel in harten Röntgenstrahlen mit Energien zwischen 15.000 und 200.000 Elektronenvolt - dem Tausendfachen der Energie des sichtbaren Lichts. Die Umfrage baut Jahr für Jahr ihre Exposition schrittweise auf und ist nun die größte, sensibelste und vollständigste Volkszählung bei diesen Energien. Es umfasst Hunderte von aktiven Galaxien in einer Entfernung von 650 Millionen Lichtjahren.
Aus dieser Probe eliminierten die Forscher Quellen, die weniger als 15 Grad von der staubigen, überfüllten Ebene unserer eigenen Galaxie entfernt waren. Alle aktiven Galaxien mit einem energetischen Teilchenstrahl wurden ebenfalls nicht berücksichtigt, so dass 199 Galaxien übrig blieben.
Obwohl es viele verschiedene Arten von aktiven Galaxien gibt, erklären Astronomen die verschiedenen beobachteten Eigenschaften basierend darauf, wie die Galaxie in unsere Sichtlinie hineinwinkelt. Wir sehen die hellsten fast von vorne, aber mit zunehmendem Winkel absorbiert der umgebende Ring aus Gas und Staub immer mehr Emissionen des Schwarzen Lochs.
Astronomen nahmen an, dass es viele aktive Galaxien gab, die hochkant zu uns ausgerichtet waren, aber sie konnten einfach nicht entdeckt werden, weil die Gasscheibe die Emissionen zu stark abschwächt.
„Diese extrem verdeckten aktiven Galaxien sind sehr schwach und schwer zu finden. Aus einer Stichprobe von 199 Quellen haben wir nur neun entdeckt “, sagte Davide Burlon, Hauptautor der Studie und Doktorand am Max-Planck-Institut für außerirdische Physik in München.
"Aber selbst Swifts BVT hat Probleme, diese stark absorbierten Quellen zu finden, und wir wissen, dass die Umfrage sie unterzählt", erklärte Burlon. "Als wir dies berücksichtigten, stellten wir fest, dass diese umhüllten aktiven Galaxien sehr zahlreich sind und etwa 20 bis 30 Prozent der Gesamtmenge ausmachen."
„Mit Swift haben wir jetzt genau quantifiziert, wie viele aktive Galaxien sich um uns herum befinden - wirklich in unserem Hinterhof“, sagte Marco Ajello vom SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien. „Die Anzahl ist groß und stimmt überein Modelle, die sagen, dass sie für den größten Teil des Röntgenhintergrunds verantwortlich sind. “ Wenn die Zahlen in größeren Entfernungen konsistent bleiben, als das Universum wesentlich jünger war, gibt es genug supermassereiche Schwarze Löcher, um den kosmischen Röntgenhintergrund zu erklären.
Das Team führte dann Swift BAT-Daten mit archivierten Beobachtungen seines Röntgenteleskops zusammen, um zu untersuchen, wie sich die Intensität der Emissionen der Galaxien bei verschiedenen Röntgenenergien verändert hat.
"Dies ist das erste Mal, dass wir das durchschnittliche Spektrum stark absorbierter aktiver Galaxien untersuchen können", sagte Ajello. "Diese Galaxien sind für die Form des kosmischen Röntgenhintergrunds verantwortlich - sie erzeugen den Höhepunkt seiner Energie."
All dies steht im Einklang mit der Vorstellung, dass der kosmische Röntgenhintergrund das Ergebnis der Emission von verdeckten supermassiven Schwarzen Löchern ist, die aktiv waren, als das Universum 7 Milliarden Jahre alt war oder etwa die Hälfte seines gegenwärtigen Alters.
Swift wurde im November 2004 gestartet und wird von Goddard verwaltet. Es wurde gebaut und wird in Zusammenarbeit mit Penn State, dem Los Alamos National Laboratory in New Mexico und General Dynamics in Falls Church, Virginia, betrieben. das Labor der University of Leicester und des Mullard Space Sciences im Vereinigten Königreich; Brera Observatory und die italienische Weltraumorganisation in Italien; sowie weitere Partner in Deutschland und Japan.
