Questa immagine mostra i dati di una massiccia campagna di osservazione che include l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Questi dati di Chandra hanno fornito una forte evidenza dell'esistenza dei cosiddetti buchi neri di massa intermedia (IMBH). In combinazione con uno studio separato che utilizza anche i dati di Chandra, questi risultati potrebbero consentire agli astronomi di comprendere meglio come si sono formati i buchi neri più grandi dell'Universo primordiale, come descritto nel nostro ultimo comunicato stampa.

La Legacy Survey di COSMOS ("indagine sull'evoluzione cosmica") ha raccolto dati da alcuni dei telescopi più potenti del mondo che abbracciano lo spettro elettromagnetico. Questa immagine contiene i dati di Chandra di questo sondaggio, equivalente a circa 4,6 milioni di secondi di tempo di osservazione. I colori in questa immagine rappresentano diversi livelli di energia dei raggi X rilevati da Chandra. Qui i raggi X a energia più bassa sono rossi, la fascia media è verde, e i raggi X a più alta energia osservati da Chandra sono blu. La maggior parte dei punti colorati in questa immagine sono buchi neri. I dati del telescopio spaziale Spitzer sono mostrati in grigio. L'inserto mostra l'impressione di un artista di un buco nero in crescita al centro di una galassia. Sono inoltre raffigurati un disco di materiale che circonda il buco nero e un getto di materiale in uscita.

Due nuovi studi separati che utilizzano i dati dell'indagine Chandra COSMOS-Legacy e altri dati Chandra hanno raccolto indipendentemente campioni di IMBH, una categoria sfuggente di buchi neri tra i buchi neri di massa stellare e i buchi neri supermassicci che si trovano nelle regioni centrali delle galassie massicce.

Un team di ricercatori ha identificato 40 buchi neri in crescita nelle galassie nane. Dodici di loro si trovano a distanze superiori a cinque miliardi di anni luce dalla Terra e la più lontana è a 10,9 miliardi di anni luce, il buco nero in crescita più distante mai visto in una galassia nana. La maggior parte di queste fonti sono probabilmente IMBH con masse che sono circa 10, da 000 a 100, 000 volte quella del Sole.

Una seconda squadra ha trovato un separato, importante campione di possibili IMBH nelle galassie più vicine alla Terra. In questo campione, il candidato IMBH più distante è a circa 2,8 miliardi di anni luce dalla Terra e circa il 90% dei candidati IMBH che hanno scoperto si trova a non più di 1,3 miliardi di anni luce.

Hanno rilevato 305 galassie nella loro indagine con masse di buchi neri inferiori a 300, 000 masse solari. Le osservazioni con Chandra e con l'XMM-Newton dell'ESA di una piccola parte di questo campione mostrano che circa la metà dei 305 candidati IMBH sono probabilmente IMBH validi. Le masse per le dieci sorgenti rilevate con le osservazioni a raggi X sono state determinate essere comprese tra 40, 000 e 300, 000 volte la massa del Sole.

Gli IMBH potrebbero essere in grado di spiegare come i buchi neri più grandi, i supermassicci, sono stati in grado di formarsi così rapidamente dopo il Big Bang. Una delle principali spiegazioni è che i buchi neri supermassicci crescono nel tempo da "semi" di buchi neri più piccoli contenenti circa cento volte la massa del Sole. Alcuni di questi semi dovrebbero fondersi per formare IMBH. Un'altra spiegazione è che si formano molto rapidamente dal collasso di una gigantesca nube di gas con una massa pari a centinaia di migliaia di volte quella del Sole. Non c'è ancora un consenso tra gli astronomi sul ruolo che gli IMBH possono svolgere.

Un documento che descrive il risultato COSMOS-Legacy di Mar Mezcua (Institute for Space Sciences, Spagna) e colleghi è stato pubblicato nel numero di agosto di Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ed è disponibile online. Il documento di Igor Chilingarian (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) sul campione IMBH più vicino è stato pubblicato nel numero del 10 agosto di The Giornale Astrofisico ed è disponibile online.