A descoberta de um sinal de raios X consistente com a localização de uma das misteriosas ‘Pequenas Manchas Vermelhas’ descobertas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) reforçou a teoria de que as manchas são ‘estrelas de buracos negros’ – grandes e densos aglomerados de gás alimentados por um buraco negro supermassivo que cresce a partir deles.
A Pequena Mancha Vermelha pode ser a maior descoberta cosmológica já feita pelo JWST, e a mais importante desde a sua descoberta. Energia escura Em 1998. O que os astrônomos pensam, então, é que eles servem como um elo perdido crítico na formação. Buracos negros supermassivos Mas mais Galáxias Cresça ao redor deles.
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“A mancha de raios X está presente nos dados do Chandra há mais de dez anos, mas não sabíamos quão significativa era antes de Webb começar a observar o campo,” disse o astrónomo da Universidade de Princeton, Andy Golding. Relatório.
O Chandra identificou milhões de fontes de raios X no céu, mas a importância desta, catalogada como 3DHST-AEGIS-12014 (AEGIS significa All-Wavelength Extended Growth Strip International Survey), só foi percebida quando foi avistada no mesmo local que o minúsculo ponto vermelho. Uma fonte de raios X tem uma energia diferente da energia dos raios X QuasaresSão as galáxias mais ativas buraco negroMuitas vezes, o resultado de uma fusão galáctica agita o gás e força o material a cair em direção ao buraco negro.
Os pequenos pontos vermelhos são compactos, apenas algumas centenas no máximo anos-luz por todo. Eles são muito vermelhos, o que significa que são frios – um estudo recente liderado por Anna de Graaf, de Harvard, identificou vapor de água neles, cuja presença na faixa de 1.700 a 3.700 graus Celsius (3.092 a 6.692 graus Fahrenheit) nos diz o quão frios os minúsculos pontos vermelhos devem ser. Parece quente para nós, mas é mais legal que nós o sol E exceto por um número muito pequeno de estrelas Anãs vermelhas.
Além disso, as Pequenas Manchas Vermelhas são objetos muito distantes, medidos há 12 mil milhões de anos ou até mais tarde. Medições fotométricas de 3DHST-AEGIS-12014 Telescópio Espacial Hubble Digamos que estamos olhando para este objeto caótico como era há 11,8 bilhões de anos.
A descoberta das Pequenas Manchas Vermelhas também cumpre um dos principais objetivos científicos do JWST, que é tentar descobrir as origens dos buracos negros supermassivos e das galáxias ao seu redor.
Como nascem os buracos negros supermassivos permanece um mistério que tem confundido os astrônomos. Eles se formam por baixo como pequenos buracos negros de massa estelar? Supernova Os surtos se conectam entre si? Ou será que se formam de cima para baixo através do colapso de uma grande nuvem de gás, centenas de milhares ou mesmo milhões de vezes? A massa do nosso sol?
Acredita-se que os minúsculos pontos vermelhos sejam enormes nuvens de gás que escondem o crescente buraco negro supermassivo, alimentando a nuvem e devorando-a por dentro. A nuvem de gás brilha a partir do calor e da energia emitida pela matéria que orbita o buraco negro e por jatos de partículas carregadas magneticamente acoplados que escapam da massa do buraco negro.
Embora as pequenas manchas vermelhas ainda não sejam uma evidência conclusiva de que os buracos negros supermassivos se formam através de um processo de cima para baixo, elas sugerem fortemente isso. A nova descoberta do Chandra reforça ainda mais essa hipótese.
“Há anos que os astrónomos tentam descobrir o que é o Pequeno Ponto Vermelho”, disse Raphael Heviding, do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha, principal autor do artigo científico que descreve a descoberta. “Pode haver um único objeto de raios X – para usar uma frase – que ajuda a conectar todos os pontos.”
Se a equipe de Hviding estiver correta, este será o primeiro minúsculo ponto vermelho a brilhar nos raios X. Buracos negros supermassivos que normalmente crescem, como aqueles no coração dos quasares, brilham em raios X à medida que aquecem até milhões de graus à medida que caem em direção ao buraco negro. No entanto, num pequeno ponto vermelho, o gás circundante absorve os raios X antes de estes escaparem para o espaço, por isso normalmente não podemos ver um pequeno ponto vermelho brilhando nos raios X. Refere-se a 3DHST-AEGIS-12014 de forma diferente.
“Encontrar um pequeno ponto vermelho que pareça diferente dos outros nos dá uma nova visão importante sobre o que pode alimentá-los”, disse de Graaf.
Por que podemos ver de repente os raios X do 3DHST-AEGIS-12014? A hipótese é que seja um material intermediário entre o nascimento de um buraco negro supermassivo em um pequeno ponto vermelho e o crescimento de buracos negros supermassivos “nus” no centro de galáxias ativas. Dentro da Pequena Mancha Vermelha, o buraco negro está crescendo consumindo a nuvem de dentro, eventualmente levando a buracos na nuvem que funcionam como janelas para o coração da Pequena Mancha Vermelha e para o buraco negro supermassivo que os astrônomos pensam que ali se esconde. Os raios X escapam por essas janelas.
Além disso, embora o sinal de raios X seja fraco a esta distância, as observações do Chandra sugerem que o brilho dos raios X do 3DHST-AEGIS-12014 pode estar mudando. Isso acontece quando uma grande nuvem de gás gira e diferentes janelas, algumas maiores e outras menores, aparecem.
A verdadeira identidade dos raios X do Chandra, uma das Pequenas Manchas Vermelhas do JWST, ainda não foi descoberta; Uma possibilidade externa é que possa ser um buraco negro supermassivo rodeado por um halo de poeira quente. No entanto, tal poeira nunca foi vista antes, tornando este cenário improvável.
“Se confirmarmos o ponto de raios X como um pequeno ponto vermelho na transição, será a primeira vez, mas poderemos ver o coração de um pequeno ponto vermelho pela primeira vez”, disse Hanpu Liu, da Universidade de Princeton. “Também temos fortes evidências de que o crescimento de buracos negros supermassivos está no centro de algumas das populações mais pequenas de pontos vermelhos.”
Se esta hipótese for confirmada, os Pequenos Pontos Vermelhos tornar-se-ão uma peça importante no puzzle de como as galáxias e os seus buracos negros supermassivos se formam, permitindo aos astrónomos traçar a história inicial das nossas próprias galáxias. Via Láctea – o sonho dos astrônomos desde então Edwin Hubble reconhecido Outras galáxias estavam além da nossa.
A pesquisa foi publicada em março Cartas de diários astrofísicos.
