Psykedeliska observationer av Chandra Space X-ray Observatory kommer att hjälpa astronomer att förstå hur de mest monstrousa svarta hålen bildar och växer i vårt universum.
Chandra fixade blicken i mörkret och kikade över det gamla svarta hålet. Denna unika bild visar hur röntgenstrålar härstammar huvudsakligen från supermassiva svarta hål i galaktiska kärnor som är miljarder ljusår borta. Åldern för några av dem är från tiden för universums födelse.
Utan kontext är det svårt att förstå djupet av denna information. Chandra fick ett befäl att se på samma del av himlen i 7 miljoner sekunder (11,5 veckor). Den här tiden spenderades på att fånga ett tillräckligt antal svaga röntgenfotoner som kommer från miljarder ljusa kroppar för att nå linsen på rymdteleskopet, som "ser" de svagaste föremålen. Och som Hubble upptäckte det berömda "Deep Field" (en tom yta med fylld med tusentals oupptäckta galaxer), avslöjade Chandras noggranna observation monsterets hål.
Astronomer tror att med detta nya tillvägagångssätt kan du se 5000 röntgenemitterande föremål i himlen runt månen. De tror att det kan vara ungefär en miljard sådana punkter runt himlen.
Varje punkt representerar en slags kraftiga röntgenstrålar, varav 70% är aktiva svarta hål som sträcker sig i storlek från 100 000 till flera miljarder gånger vår Suns massa. Genom att upprätta Hubble för att observera samma sajt, bekräftade forskarna att dessa kraftfulla svarta hålutsläpp faktiskt genereras inuti kärnorna i galaxer. Dessa jättar drar stora mängder materia och producerar överhettad plasma nära händelsehorisonten för att bilda accretionsdiskar och producera kraftfulla röntgenstrålar. De mest avlägsna källorna härstammar från galaxerna 12,5 miljarder ljusår från vår planet och sannolikt skapade av stora samlingar av stjärnvärden av svarta hål (5-10 gånger massan av vår sol), som aktivt förbrukar galaktiska gaser.
Bilden är en del av den södra fältet Chandra (CDF-S), som är den djupaste röntgenbilden som någonsin tagits emot.
Efter att ha fått en översikt över röntgenstrålning kan astronomer studera hur dessa massiva objekt utvecklas, från två miljarder år efter stormen och till det moderna universets tillstånd.
"Med en fantastisk bild kan vi utforska de tidigaste dagarna av att svart hål finns i universum och se hur de har förändrats", säger Neil Brandt från University of Pennsylvania och chefen för gruppen av astronomer som för närvarande studerar denna historiska rymdsort. Papperet presenterades vid det amerikanska astronomiska samhällets 229: e möte i Grapevine (Texas).
"Det är svårt att hitta svarta hål i det tidiga universum eftersom de ligger långt borta och producerar strålning om materia är aktivt dras in", tillade Bin Lo från Nanjing University i Kina. "Men med Chandra kan vi hitta och studera ett stort antal växande objekt, av vilka några inträffade strax efter Big Bang." Även om denna röntgenobservation kommer att ge astronomer arbete under många år, verkar det som om några upptäckter redan har gjorts. Trots den välkända informationen att svarta hål upptar kärnorna i de flesta galaxer finns det fortfarande ingen information om hur de når sådana storlekar. Genom att mäta avståndet för var och en av punkterna lär astronomerna mer om vad de är. Intressant, i universums tidigaste epoken (två miljarder år efter Big Bang), fick de inte tillväxten stadigt men upplevde dramatiska störningar.
"Efter att ha förstått dessa röntgenstrålar kommer vi att förstå mer om utvecklingen av stjärnmassor och supermassiva svarta hål i det tidiga universum", säger Fabio Vito från University of Pennsylvania. "Vi återvänder till det förflutna när dessa objekt bara gick in i en avgörande tillväxtfas."
