"Nós investigamos onde as galáxias mais brilhantes do cluster (BCGs) sentar-se no plano fundamental do buraco negro (BH) atividade, uma relação estabelecida entre a luminosidade de raios-X, a luminosidade de rádio e a massa de um BH", os cientistas relatam em seu estudo .
Alguns dos maiores buracos negros do Universo pode realmente ser ainda maior do que se pensava, segundo um estudo utilizando dados de Chandra X-ray Observatory.
Os astrônomos sabem há muito tempo sobre a classe dos maiores buracos negros, que eles chamam de "supermassivos" buracos negros. Normalmente, esses buracos negros, localizados nos centros das galáxias, têm massas que variam entre alguns milhões e alguns bilhões de vezes maior do que o nosso sol.
Esta nova análise examinou as galáxias mais brilhantes em uma amostra de 18 aglomerados de galáxias, para atingir os maiores buracos negros.
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O buraco negro no centro da galáxia é parte de uma pesquisa de 18 dos maiores buracos negros conhecidos no universo. Esta grande galáxia elíptica no centro do aglomerado de galáxias PKS 0745-19, o que é mostrado nesta imagem composta contendo raios-X de Chandra (roxo) e dados ópticos do Hubble (amarelo). Os pesquisadores descobriram que alguns dos buracos negros na pesquisa pode ser cerca de 10 vezes mais massa do que se pensava. Isso inclui 10 que poderia pesar entre 10 e 40 bilhões de vezes a massa do sol, tornando-os "ultramassive" buracos negros. (Crédito: X-ray: NASA / CXC / Stanford / Hlavacek-Larrondo, J. et al; Optical: NASA / STScI; Rádio: NSF / NRAO / VLA)
O trabalho sugere que pelo menos 10 das galáxias contêm um buraco negro ultramassive, pesando entre 10 e 40 bilhões de vezes a massa do sol. Os astrônomos se referem a buracos negros desse tamanho como "ultramassive" buracos negros e só sei de alguns exemplos confirmados.
"Nossos resultados mostram que pode haver muitos mais ultramassive buracos negros no universo do que se pensava anteriormente", disse o líder do estudo, Julie Hlavacek-Larrondo da Universidade de Stanford e ex da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.
| Os pesquisadores estimaram as massas dos buracos negros no exemplo usando um relacionamento estabelecido entre as massas dos buracos negros, e da quantidade de raios-X e ondas de rádio que eles geram. Essa relação, chamada de plano fundamental da atividade do buraco negro, se ajusta aos dados sobre buracos negros com massas que variam de 10 massas solares a um bilhão de massas solares. As massas de buracos negros obtidos por Hlavacek-Larrondo e seus colegas foram cerca de 10 vezes maior do que os derivados de relações normais entre a massa do buraco negro e as propriedades de sua galáxia hospedeira. |
Um desses relacionamentos envolve uma correlação entre a massa do buraco negro ea luminosidade infravermelha da região central, ou bojo, da galáxia.
"Estes resultados podem dizer que realmente não entendo como os buracos negros maiores muito coexistir com suas galáxias", disse o co-autor Andrew Fabian da Universidade de Cambridge.
"Parece que o comportamento desses enormes buracos negros deve ser diferente do que a de seus primos menos maciços em uma forma importante."
Clique na imagem para ampliarImagem de raios X. Créditos :: NASA / CXC / Stanford / Hlavacek-Larrondo, J. et al; Optical: NASA / STScI; Rádio: NSF / NRAO / VLA
Todos os potenciais ultramassive buracos negros encontrados neste estudo mentira em galáxias nos centros dos aglomerados de galáxias massivas que contêm grandes quantidades de gás quente. Explosões alimentados por buracos negros centrais são necessários para evitar este gás quente de resfriamento e formando um enorme número de estrelas.
Esta imagem mostra a erupção de um galáctico "super vulcão" na galáxia M87 maciça, como testemunhado pelo Chandra X-ray Observatory e Very Large Array do NSF (VLA). A uma distância de cerca de 50 milhões de anos-luz, M87 está relativamente perto da Terra e fica no centro do aglomerado de Virgem, que contém milhares de galáxias. O cluster em torno M87 é preenchido com gás quente brilhando em raios-X (e mostrado em azul) que é detectado pelo Chandra. Como este gás se esfria, ela pode cair em direção ao centro da galáxia onde se deve continuar a esfriar ainda mais rápido e formar novas estrelas. No entanto, observações de rádio com o VLA (vermelho) sugerem que em M87 jatos de partículas muito energéticas produzidos pelo buraco negro interromper este processo. Estes jatos levantar o gás relativamente frio perto do centro da galáxia e produzem ondas de choque na atmosfera da galáxia por causa de sua velocidade supersônica. A interação desta "erupção" cósmica com o ambiente galáctico é muito semelhante à do vulcão Eyjafjallajokull, na Islândia, que ocorreu em 2010. Com Eyjafjallajokull, bolsões de gás quente soprou através da superfície da lava, gerando ondas de choque que podem ser vistas passando através da fumaça cinza do vulcão. Este gás quente, em seguida, eleva-se na atmosfera, arrastando a cinza escuro com ele. Este processo pode ser visto em um filme de vulcão Eyjafjallajokull onde as ondas de choque que se propagam no fumo são seguidas pelo surgimento de nuvens de cinza escuro para a atmosfera. Na analogia com o Eyjafjallajokull, as partículas energéticas produzidas na vizinhança do buraco negro ascensão através da atmosfera de emissão de raios-X do aglomerado, levantando o mais legal de gás perto do centro de M87 em seu rastro. Isto é semelhante ao que os gases quentes vulcânicas arrastam-se as nuvens de cinza escuro. E, assim como o vulcão aqui na Terra, ondas de choque pode ser visto quando as bombas buraco negro partículas energéticas para o gás cluster. As partículas energéticas de gás mais frio e ondas de choque são mostrados em uma versão rotulada.Créditos: X-ray: NASA / CXC / KIPAC / N. Werner et al Rádio: NSF / NRAO / AUI / W. Algodão
Para poder das explosões, os buracos negros que engolir grandes quantidades de massa. Porque os maiores buracos negros podem engolir o mais massa e poder maiores explosões, buracos negros ultramassive já tinha sido previsto para existir, para explicar algumas das explosões mais poderosas visto.
O ambiente de extrema vivida por essas galáxias podem explicar por que as relações padrão para estimar massas de buracos negros com base nas propriedades da galáxia hospedeira não se aplicam.
Tal estudo foi realizado para o buraco negro no centro da galáxia M87, a galáxia central do aglomerado de Virgem, o cluster de galáxia mais próxima à Terra. A massa de um buraco negro de M87, como estimado a partir do movimento das estrelas, é significativamente maior do que a estimativa usando dados de infravermelho, aproximadamente correspondente à correção na massa do buraco negro estimado pelos autores deste estudo Chandra.
"Nosso próximo passo é medir a massa desses buracos negros monstro de uma forma semelhante a M87, e confirmar que são ultramassive. Eu não ficaria surpreso se nós acabar encontrando os maiores buracos negros no Universo", disse Hlavacek- Larrondo.
"Se os nossos resultados forem confirmados, eles vão ter implicações importantes para a compreensão da formação e evolução de buracos negros ao longo do tempo cósmico".
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