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domingo, 8 de setembro de 2013

Os 10 primeiros buracos negros supermassivos da NuSTAR

    Nasa
Uma imagem óptica de galáxias em cores é mostrada aqui superposta por dados de raios X data (magenta) do Conjunto Telescópico Espectroscópico Nuclear da NASA. 

Uma espaçonave caçadora de buracos negros da NASA, o Conjunto Telescópico Espectroscópico Nuclear, ou NuSTAR,  "capturou" seus 10 primeiros buracos negros supermassivos. A missão, que tem um mastro do comprimento de um ônibus escolar, é o primeiro  telescópio capaz de focalizar a luz de raios X de alta energia em fotos detalhas.


As novas descobertas de buracos negros são as primeiras de centenas esperadas da missão nos próximos dois anos. Essas estruturas descomunais — buracos negros circundados por espessoas discos de gás — situam-se nos centros de galáxias distantes, entre 0,3 e 11,4 bilhões de anos-luz da Terra.
"Nós descobrimos os buracos negros por uma feliz coincidência," explicou David Alexander, membro da equipe NuSTAR baseado noDepartmento de Física da Universidade de Durham, na Inglaterra, e autor principal de um novo estudo publicado em 20 de agosto na revista Astrophysical Journal. "Estávamos olhando para alvos conhecidos e encontamos os buracos negros no plano de fundo das imagens."
Outras descobertas felizes como estas são esperadas da missão. Além das pesquisas principais da missão em trechos selecionados do céu, a equipe da NuSTAR  planeja vasculhar centenas de imagens obtidas com o telescópio, com o objetivo de descobrir buracos negros captados no plano de fundo.
Depois de identificados os 10 buracos negros, os pesquisadores examinaram dados anteriores colhidos pelo Observatório Chandra de Raios X da Nasa e pelo satélite XMM-Newton da Agência Espacial Europeia,dois telescópios espaciais complementares que enxergam luz de raios X de baixa energia. Os cientistas descobriram que os objetos haviam sido detectados anteriormente. Entretanto, somente após as observações do NuSTAR, que eles sobressaíram como  excepcionais, merecendo um exame mais cuidadoso.
Ao combinar observações feitas através da faixa de raios X do espectro, os astrônomos esperam decifrar mistérios dos buracos negros ainda não resolvidos. Por exemplo, quantos deles existem no universo?
"Estamos quase resolvendo um mistério que começou em 1962," disse Alexander. "naquela época, astrônomos haviam notado um brilho difuso de raios X no plano de fundo do nosso céu, mas não estavam certos sobre sua  origem. Agora, sabemos que t distantes buracos negros supermassivos são fontes dessa luz, mas precisamos que o NuSTAR ajude além disso, a detectar  e compreender as populações de buracos negros"
Este brilho em raios X, chamado Raios X cósmicos de fundo, atinge as frequência de altas energias que o NuSTAR foi projetado para ver, então a missão é fundamental para identificar o que está gerando a luz. A  NuSTAR pode também descobrir a maioria dos buracos negros supermassivos ocultos, "enterrados" por espessas muralhas de gás.
"Os raios x de energias mais altas conseguem passar através até mesmo de grandes quantidades de poeira e gás circundando ativos buracos negros supermassivos," disse Fiona Harrison,  coautoa do estudo e principal pesquisadora da missão no Intituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena.
Dados das missões Explorador de Pesquisas de Campo Amplo em Infravermelho da Nasa, o WISE, e Spitzer também podem fornecer peças faltantes do quebra-cabeças dos buracos negros pesando a massa das galáxias que os abrigam.
"Nossos primeiros resultados mostram que os mais  distantes os buracos negros supermassivos estão situados em galáxias maiores," disse Daniel Stern, um coautor do estudo e cientista do projeto NuSTAR no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. "Isso é de se esperar. Antes, quando o universo era mais jovem, havia muito mais ação, com galáxias maiores colidindo, fundindo-se e crescendo."

Tradução de Luiz Leitão

An optical color image of galaxies is seen here overlaid with X-ray data (magenta) from NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array 


NASA's black-hole-hunter spacecraft, the Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, has "bagged" its first 10 supermassive black holes. The mission, which has a mast the length of a school bus, is the first telescope capable of focusing the highest-energy X-ray light into detailed picture.



NASA's black-hole-hunter spacecraft, the Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, has "bagged" its first 10 supermassive black holes. The mission, which has a mast the length of a school bus, is the first telescope capable of focusing the highest-energy X-ray light into detailed pictures.
The new black-hole finds are the first of hundreds expected from the mission over the next two years. These gargantuan structures -- black holes surrounded by thick disks of gas -- lie at the hearts of distant galaxies between 0.3 and 11.4 billion light-years from Earth.
"We found the black holes serendipitously," explained David Alexander, a NuSTAR team member based in the Department of Physics at Durham University in England and lead author of a new study appearing Aug. 20 in the Astrophysical Journal. "We were looking at known targets and spotted the black holes in the background of the images."
Additional serendipitous finds such as these are expected for the mission. Along with the mission's more targeted surveys of selected patches of sky, the NuSTAR team plans to comb through hundreds of images taken by the telescope with the goal of finding black holes caught in the background.
Once the 10 black holes were identified, the researchers went through previous data taken by NASA's Chandra X-ray Observatory and the European Space Agency's XMM-Newton satellite, two complementary space telescopes that see lower-energy X-ray light. The scientists found that the objects had been detected before. It wasn't until the NuSTAR observations, however, that they stood out as exceptional, warranting closer inspection.
By combining observations taken across the range of the X-ray spectrum, the astronomers hope to crack unsolved mysteries of black holes. For example, how many of them populate the universe?
"We are getting closer to solving a mystery that began in 1962," said Alexander. "Back then, astronomers had noted a diffuse X-ray glow in the background of our sky but were unsure of its origin. Now, we know that distant supermassive black holes are sources of this light, but we need NuSTAR to help further detect and understand the black hole populations."
This X-ray glow, called the cosmic X-ray background, peaks at the high-energy frequencies that NuSTAR is designed to see, so the mission is key to identifying what's producing the light.  NuSTAR can also find the most hidden supermassive black holes, buried by thick walls of gas.
"The highest-energy X-rays can pass right through even significant amounts of dust and gas surrounding the active supermassive black holes," said Fiona Harrison, a study co-author and the mission's principal investigator at the California Institute of Technology, Pasadena.
Data from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer, or WISE, and Spitzer missions also provide missing pieces in the puzzle of black holes by weighing the mass of their host galaxies.
"Our early results show that the more distant supermassive black holes are encased in bigger galaxies," said Daniel Stern, a co-author of the study and the project scientist for NuSTAR at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. "This is to be expected. Back when the universe was younger, there was a lot more action with bigger galaxies colliding, merging and growing."



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