Los estudios de rayos X capturan crecientes agujeros negros supermasivos

EP | 08/06/2021

La imagen de XMM-Newton del campo W-CDF-S de 4.6 grados cuadrados revela la vista amplia y sensible del cielo de rayos X proporcionada por XMM-SERVS - ESA/XMM-NEWTON/XMM

Uno de los estudios de rayos X más grandes que utiliza el observatorio espacial XMM-Newton de la ESA ha mapeado casi 12.000 fuentes de rayos X en tres grandes y principales regiones del cielo.

Las fuentes de rayos X representan núcleos galácticos activos y cúmulos de galaxias, y el estudio captura el crecimiento de los agujeros negros supermasivos en los núcleos de estas galaxias. Este estudio de rayos X complementa los estudios de rayos X anteriores, lo que permite a los investigadores mapear núcleos galácticos activos en una amplia gama de entornos cósmicos.

Qingling Ni y W.Niel Brandt, de la Universidad de Penn State presentarán los resultados del XMM-SERVS (XMM-Spitzer Extragalactic Representative Volume Survey) en la reunión 238 de la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS). Un artículo que describe la encuesta ha sido enviado a The Astrophysical Journal Supplement.

"Los estudios de rayos X son la mejor manera de encontrar agujeros negros supermasivos en crecimiento, que se encuentran en los núcleos de muchas galaxias grandes", dijo Ni, estudiante de posgrado en Penn State y autor principal del artículo. "Con esta nueva encuesta masiva, podemos acceder a datos de población sobre el crecimiento de agujeros negros supermasivos para comprender mejor sus propiedades físicas y la evolución a lo largo de la historia cósmica".

Los muestreos de rayos X actualmente disponibles son principalmente muestreos profundos de "haz de lápiz" que cubren una parte muy pequeña del cielo o muestreos poco profundos que cubren grandes áreas del cielo. Los estudios profundos con haz de lápiz solo pueden muestrear núcleos galácticos activos en un volumen cósmico limitado, y carecen de la capacidad de explorar una amplia gama dinámica de entornos cósmicos. Los estudios de campo amplio y poco profundos pueden muestrear una variedad más amplia de entornos, pero carecen de la sensibilidad para detectar la mayor parte del crecimiento cósmico de agujeros negros supermasivos.

El nuevo muestreo XMM-SERVS ayuda a llenar la brecha entre los levantamientos profundos de rayos X con haz de lápiz y los levantamientos superficiales de rayos X en grandes áreas del cielo. El levantamiento XMM-SERVS proporciona una cobertura de rayos X de profundidad media para tres campos de cielo ampliamente separados que se han estudiado previamente en múltiples longitudes de onda.

Además, estas regiones han sido seleccionadas como Campos de Perforación Profunda del Legacy Survey of Space and Time (LSST) que llevará a cabo el Observatorio Vera C. Rubin. El Observatorio Rubin es un telescopio de exploración gigante de 8,4 metros en construcción en el centro-norte de Chile.

Los campos de perforación profunda del LSST son regiones del cielo donde se obtendrán sustancialmente más observaciones en comparación con las regiones del cielo típicas durante la encuesta LSST de diez años, lo que permitirá nuevos descubrimientos científicos. Los campos de muestreo de XMM-SERVS son también los sitios de muchos otros estudios futuros en longitudes de onda de radio, submilimétricas, infrarrojas y ópticas. Uno de los campos de estudio de XMM-SERVS también se encuentra entre los campos profundos de la misión espacial Euclid de 600 millones de euros que se lanzará en 2022.

"Estos campos del cielo abarcan una amplia variedad de entornos cósmicos", dijo Ni. "Así que estamos obteniendo una visión del crecimiento de agujeros negros supermasivos que, con suerte, es imparcial por factores cósmicos locales. Además, durante la última década, los astrónomos han establecido que existe una fuerte correlación entre el crecimiento de los agujeros negros y las propiedades de las galaxias, pero el tamaño de muestra limitado restringió estos estudios a la investigación adecuada de solo unos pocos parámetros de las galaxias. Nuestra nueva gran muestra de agujeros negros supermasivos en crecimiento nos permitirá mirar juntos muchos más parámetros de galaxias ".

Los campos cubiertos por la encuesta XMM-SERVS son Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), la encuesta European Large-Area Infrared Space Observatory S1 (ELAIS-S1) y la XMM-Newton Large-Scale Structure Survey (XMM-LSS). Estas áreas del cielo, cada una de las cuales abarca unos pocos grados cuadrados, ya se encuentran entre los campos mejor estudiados del cielo y, con el próximo LSST y otra cobertura, serán los principales campos de estudio de la próxima generación.

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