Καυτοί γαλαξίες, και υπερμαζικές μαύρες τρύπες

Εικόνες από το τηλεσκόπιο WISE αποκαλύπτουν 1000 «σκονισμένους» γαλαξίες που πιστεύεται πως είναι από τους πιο θερμούς που έχουν παρατηρηθεί ποτέ. Στην αργκό των αστρονόμων ονομάζονται hot-DOGs (Dust Obscured Galaxies), κι εκπέμπουν όσο φως θα εξέπεμπαν 100 τρισεκατομμύρια Ηλιοι. (Πηγή: NASA)

Σε τρεις διαδοχικές έρευνες που δημοσιεύτηκαν στο Astronomical Journal αναφέρεται ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο υπέρυθρης ακτινοβολίας WISE της NASA εντόπισε εκατομμύρια νέες υπερμαζικές μαύρες τρύπες και καυτούς γαλαξίες που στο παρελθόν η σκόνη που παρεμβαλλόταν ανάμεσα σε αυτά τα αντικείμενα και εμάς τα καθιστούσε αόρατα στην οπτική ακτινοβολία. Η ζέστη όμως από αυτά τα αντικείμενα, θέρμανε τη σκόνη και την έκανε να εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία και μας αποκαλύπτει έμμεσα τι συμβαίνει πίσω από τα νέφη σκόνης και αερίων που μας «κρύβουν τη θέα».
Το τηλεσκόπιο WISE, σάρωσε τον ουρανό δύο φορές κατά τη διάρκεια της διετούς αποστολής του, που έληξε το 2011. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας δόθηκαν πλέον στη δημοσιότητα κι επιτρέπουν στους αστρονόμους να κάνουν νέες ανακαλύψεις μελετώντας τα. Οι εικόνες από το τηλεσκόπιο δείχνουν 2.5 εκατομμύρια πολύ ενεργές μαύρες τρύπες, που εκτείνονται σε απόσταση έως και 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, τα δύο τρίτα των οποίων ήταν άγνωστα μέχρι τώρα. Ταυτόχρονα αποκαλύπτουν και 1000 «σκονισμένους» γαλαξίες που πιστεύεται πως είναι από τους πιο θερμούς που έχουν παρατηρηθεί ποτέ. Μάλιστα, οι γαλαξίες αυτοί ονομάζονται στην αργκό των αστρονόμων hot-DOGs (Dust Obscured Galaxies), κι εκπέμπουν όσο φως θα εξέπεμπαν 100 τρισεκατομμύρια Ήλιοι, 1000 φορές περισσότερο δηλαδή από έναν συνηθισμένο γαλαξία.

Το τηλεσκόπιο WISE της NASA εντόπισε 2.5 εκατομμύρια πολύ ενεργές μαύρες τρύπες, που εκτείνονται σε απόσταση έως και 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, τα δύο τρίτα των οποίων ήταν άγνωστα μέχρι τώρα.

 Τα τελευταία ευρήματα επιτρέπουν στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πως σχηματίζονται οι γαλαξίες και οι μαύρες τρύπες στο εσωτερικό τους. Για παράδειγμα, η γιγάντια μαύρη τρύπα στο εσωτερικό του Γαλαξίας μας, που ονομάζεται Sagittarius A* και έχει τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα από αυτή του Ήλιου, περνάει από κάποιες περιοδικές φάσεις με φρενήρη δραστηριότητα, όπου το υλικό που επιταχύνεται και πέφτει προς αυτήν ακτινοβολεί έντονα, επηρεάζοντας όλη την τριγύρω περιοχή. Μεγαλύτερες μαύρες τρύπες, ακόμη κι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο βαριές από τον Ήλιο, μπορούν με αυτό τον τρόπο να σταματήσουν ακόμη και το σχηματισμό νέων άστρων σε ένα γαλαξία. Όσο για τους σπάνιους καυτούς γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν, παρατηρείται το παράδοξο, οι μαύρες τρύπες στο εσωτερικό τους να έχουν δημιουργηθεί πριν από τον κύριο όγκο των αστεριών τους: «Τα αυγά μπορεί να ήρθαν πριν από τις κότες», λέει χαρακτηριστικά ο Peter Eisenhardt, ένας από τους συγγραφείς της μίας από τις τρεις νέες έρευνες.

A zoom-in on the region around the first "hot DOG" (in center of box, circled in magenta) discovered by NASA's WISE satellite. Follow-up observations with the W.M. Keck Observatory on Mauna Kea, Hawaii, determined that the light observed left the source when the universe was less than 3 billion years old. The object puts out at least 37 trillion times as much energy as the sun. Click for a larger version.

Ο εντοπισμός αυτών των αντικειμένων στρέφει και το ενδιαφέρον άλλων ερευνητικών ομάδων προς αυτές τις περιοχές. Επίγεια τηλεσκόπια, όπως το παρατηρητήριο W.M. Keck στη Χαβάη, το παρατηρητήριο Gemini της Χιλής, το τηλεσκόπιο Palomar στην Καλιφόρνια, ή και διαστημικά τηλεσκόπια όπως το NuSTAR της NASA, επικεντρώνουν την έρευνά τους σε αυτούς τους νέους στόχους, με σκοπό να συγκρίνουν τις υπέρυθρες παρατηρήσεις από το WISE και με άλλα μήκη κύματος, και να μελετήσουν τη συμπεριφορά αυτών των αντικειμένων υπό άλλες οπτικές γωνίες, καθώς οι διαφορετικές συχνότητες μπορούν να αποκαλύψουν άλλες πτυχές αυτών των φαινομένων.

The first hot DOG cluster (magenta circle), with supermassive black holes also visible (yellow circles) (Image: NASA/JPL-Caltech/UCLA)

Πηγή: Ναυτεμπορική
 http://www.skyandtelescope.com/news/home/WISE-Detects-Blazing-Black-Holes-167984646.html
http://www.newscientist.com/article/dn22229-hot-dog-surprise-reveals-new-stage-in-galaxy-evolution.html

References:
The first hot DOG: Eisenhardt, P.R.M. et al. "The First Hyper-luminous Infrared Galaxy Discovered by WISE." The Astrophysical Journal, 2012 August 20. Full text.

Follow-up on the hot DOG population: J. Wu et al. Submillimeter Follow-up of WISE-selected Hyperluminous Galaxies."The Astrophysical Journal, 2012 September 1. Full text.

The larger population of AGN discovered by WISE: D. Stern et al. "Mid-infrared Selection of Active Galactic Nuclei with the Wide-field Infrared Survey Explorer. I. Characterizing WISE-selected Active Galactic Nuclei in COSMOS." The Astrophysical Journal, 2012 July 1. Full text.