A imagem XMM-Newton do campo W-CDF-S de 4,6 graus quadrados revela o amplo, visão sensível do céu de raios-X fornecida pela XMM-SERVS. As fontes detectadas, a maioria dos quais está crescendo em buracos negros supermassivos, são codificados por cores de acordo com as energias dos raios-X detectados (com o vermelho tendo as energias mais baixas e o azul as mais altas). O contorno branco indica a área do Chandra Deep Field-South, um conhecido levantamento de raios-X ultradeep com feixe de lápis. A imagem destaca como o XMM-SERVS agora forneceu imagens de raios-X panorâmicas sensíveis em torno desta pesquisa. A imagem XMM-Newton cobre uma área cerca de 20 vezes maior do que o tamanho aparente da lua cheia, mostrado em escala no canto superior esquerdo. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
Uma das maiores pesquisas de raios-X usando o observatório espacial XMM-Newton da Agência Espacial Europeia mapeou quase 12, 000 fontes de raios-X em três grandes, principais regiões do céu. As fontes de raios-X representam núcleos galácticos ativos e aglomerados de galáxias, e a pesquisa captura o crescimento dos buracos negros supermassivos nos núcleos dessas galáxias. Esta pesquisa de raios-X complementa pesquisas de raios-X anteriores, permitindo aos pesquisadores mapear núcleos galácticos ativos em uma ampla gama de ambientes cósmicos.
Qingling Ni e W. Niel Brandt, da Penn State, apresentarão os resultados da Pesquisa de Volume Representativo Extragalático XMM-Spitzer (XMM-SERVS) em uma coletiva de imprensa realizada na segunda-feira, 7 de junho, às 16h30 durante a 238ª reunião da American Astronomical Society. Um artigo que descreve a pesquisa, por uma equipe internacional de astrônomos, foi submetido ao Astrophysical Journal Supplement .
"Levantamentos de raios-X são a melhor maneira de encontrar buracos negros supermassivos em crescimento, que estão localizados nos núcleos de muitas galáxias grandes, "disse Ni, estudante de pós-graduação na Penn State e principal autor do artigo. "Com esta nova pesquisa massiva, podemos acessar dados populacionais sobre o crescimento de buracos negros supermassivos para entender melhor suas propriedades físicas e evolução ao longo da história cósmica. "
Os levantamentos de raios-X atualmente disponíveis são principalmente levantamentos profundos de "feixe de lápis" cobrindo uma parte muito pequena do céu ou levantamentos rasos cobrindo grandes áreas do céu. Levantamentos profundos de feixe de lápis só podem amostrar núcleos galácticos ativos em um volume cósmico limitado, e eles não têm a capacidade de explorar uma ampla gama dinâmica de ambientes cósmicos. Raso, levantamentos de campo amplo podem amostrar uma ampla variedade de ambientes, mas falta a sensibilidade para detectar a maior parte do crescimento de buracos negros cósmicos supermassivos.
Imagem XMM-Newton do campo ELAIS-S1 de 3,2 graus quadrados, que é cerca de 15 vezes maior do que o tamanho aparente da lua cheia (mostrado em escala no canto inferior direito). XMM-SERVS fornece uma ampla, visão de raio-X sensível desta região. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
O novo levantamento XMM-SERVS ajuda a preencher a lacuna entre os levantamentos de raios-X profundos com feixe de lápis e os levantamentos de raios-X superficiais em grandes áreas do céu. A pesquisa XMM-SERVS fornece cobertura de raios-X de média profundidade para três campos do céu amplamente separados que foram previamente estudados em vários comprimentos de onda. Adicionalmente, essas regiões foram selecionadas como Campos de Perfuração Profunda do Levantamento de Espaço e Tempo Legado (LSST) a ser conduzido pelo Observatório Vera C. Rubin. O Observatório Rubin é um gigantesco telescópio de pesquisa de 8,4 metros localizado no centro-norte do Chile, que atualmente está sendo construída a um custo de mais de $ 600 milhões. Representa um dos maiores investimentos da comunidade astronômica mundial nesta década.
Os Campos de Perfuração Profunda LSST são regiões do céu onde substancialmente mais observações serão obtidas em comparação com as regiões do céu típicas durante a pesquisa LSST de dez anos, permitindo novas descobertas científicas. Os campos de pesquisa XMM-SERVS também são os locais de várias outras pesquisas futuras no rádio, submilímetro, infravermelho, e comprimentos de onda ópticos. Um dos campos de pesquisa XMM-SERVS também está entre os Campos Profundos da missão espacial Euclid de € 600 milhões que será lançada em 2022. Assim, a cobertura de raios-X fornecida pelo XMM-SERVS tem um enorme valor legado em conjunto com esses outros conjuntos de dados ricos.
"Esses campos celestes abrangem uma ampla variedade de ambientes cósmicos, "disse Ni." Então, estamos obtendo uma visão do crescimento supermassivo de buracos negros que, esperançosamente, não é influenciado por fatores cósmicos locais. Adicionalmente, na última década, os astrônomos estabeleceram que existe uma forte correlação entre o crescimento do buraco negro e as propriedades das galáxias, mas o tamanho limitado da amostra restringiu esses estudos à investigação apropriada de apenas alguns parâmetros da galáxia. Nossa nova grande amostra de buracos negros supermassivos em crescimento nos permitirá olhar para muitos outros parâmetros de galáxias juntos. "
Imagem XMM-Newton do campo XMM-LSS de 5,3 graus quadrados, que é cerca de 25 vezes maior do que o tamanho aparente da lua cheia (mostrado em escala no canto inferior direito). XMM-LSS foi o primeiro campo XMM-SERVS a ser observado pelo XMM-Newton. Chien-Ting Chen, um ex-pesquisador de pós-doutorado na Penn State que agora é um astrônomo da USRA, liderou o trabalho para este campo (ver Chen et al. 2018, Seg. Não. Roy. Ast. Soc.). XMM-SERVS fornece uma ampla, visão de raio-X sensível desta região. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
Os campos cobertos pela pesquisa XMM-SERVS são Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), a Pesquisa S1 do Observatório Europeu do Espaço Infravermelho de Grande Área (ELAIS-S1), e a Pesquisa de Estrutura em Grande Escala XMM-Newton (XMM-LSS). Essas áreas do céu, cada um medindo alguns graus quadrados, já estão entre os campos mais estudados no céu, e com o próximo LSST e outras coberturas, eles serão os principais campos de pesquisa da próxima geração.
"Esta pesquisa representa o trabalho fundamental sobre o qual, Eu suspeito, centenas de estudos serão construídos na próxima década ou duas, "disse Brandt, Verne M. Willaman Professor de Astronomia e Astrofísica e professor de física na Penn State, e um dos líderes do estudo. "XMM-Newton foi a melhor missão para reunir esses dados, e precisamos investir muito tempo de observação para este estudo - com uma exposição total combinada de quase 60 dias - porque será muito importante para estudos de galáxias ativas, estudos de aglomerados de galáxias, e para compreender as estruturas em grande escala do universo. Exigiu um período de vários anos, esforço multinacional e é incrivelmente gratificante fazê-lo. Somos muito gratos à Agência Espacial Européia e à NASA por seu apoio de longo prazo a este trabalho. "
