Uno dei più grandi sondaggi a raggi X utilizzando l'osservatorio spaziale XMM-Newton dell'Agenzia spaziale europea ha mappato quasi 12, 000 sorgenti di raggi X su tre grandi, prime regioni del cielo. Le sorgenti di raggi X rappresentano nuclei galattici attivi e ammassi di galassie, e l'indagine cattura la crescita dei buchi neri supermassicci nei nuclei di queste galassie. Questa indagine a raggi X integra le precedenti indagini a raggi X, consentendo ai ricercatori di mappare i nuclei galattici attivi in ​​un'ampia gamma di ambienti cosmici.

Qingling Ni e W. Niel Brandt di Penn State presenteranno i risultati dell'XMM-Spitzer Extragalactic Representative Volume Survey (XMM-SERVS) in una conferenza stampa che si terrà lunedì, 7 giugno alle 16:30 durante il 238° meeting dell'American Astronomical Society. Un documento che descrive il sondaggio, da un team internazionale di astronomi, è stato presentato al Supplemento al giornale di astrofisica .

"Le indagini a raggi X sono il modo migliore per trovare buchi neri supermassicci in crescita, che si trovano nei nuclei di molte grandi galassie, " disse Ni, uno studente laureato alla Penn State e autore principale dell'articolo. "Con questo nuovo, massiccio sondaggio, possiamo accedere ai dati sulla popolazione sulla crescita dei buchi neri supermassicci per comprendere meglio le loro proprietà fisiche e l'evoluzione nel corso della storia cosmica".

Le indagini a raggi X attualmente disponibili sono principalmente indagini "a matita" profonde che coprono una parte molto piccola del cielo o indagini poco profonde che coprono ampie aree del cielo. I rilievi profondi a raggio di matita possono campionare solo nuclei galattici attivi in ​​un volume cosmico limitato, e non hanno la capacità di esplorare un'ampia gamma dinamica di ambienti cosmici. Poco profondo, le indagini ad ampio campo possono campionare una più ampia varietà di ambienti, ma mancano della sensibilità per rilevare la maggior parte della crescita cosmica di buchi neri supermassicci.

Il nuovo rilevamento XMM-SERVS aiuta a colmare il divario tra i rilievi a raggi X profondi a fascio di matita e i rilievi a raggi X poco profondi su ampie aree del cielo. L'indagine XMM-SERVS fornisce una copertura a raggi X di media profondità per tre campi del cielo ampiamente separati che sono stati precedentemente studiati a più lunghezze d'onda. Inoltre, queste regioni sono state selezionate come campi di perforazione profonda della Legacy Survey of Space and Time (LSST) che sarà condotta dall'Osservatorio Vera C. Rubin. L'Osservatorio Rubin è un gigantesco telescopio da indagine di 8,4 metri situato nel Cile centro-settentrionale, che è attualmente in costruzione con un costo di oltre 600 milioni di dollari. Rappresenta uno dei maggiori investimenti della comunità astronomica mondiale in questo decennio.

I campi di perforazione profonda LSST sono regioni del cielo in cui si otterranno sostanzialmente più osservazioni rispetto alle tipiche regioni del cielo durante l'indagine LSST decennale, consentire nuove scoperte scientifiche. I campi di indagine XMM-SERVS sono anche i siti di molti altri imminenti sondaggi alla radio, submillimetrico, infrarossi, e lunghezze d'onda ottiche. Uno dei campi di indagine XMM-SERVS è anche tra i Deep Fields della missione spaziale Euclid da 600 milioni di euro che verrà lanciata nel 2022. Pertanto, la copertura a raggi X fornita da XMM-SERVS ha un enorme valore legacy in combinazione con questi altri ricchi set di dati.

"Questi campi celesti abbracciano un'ampia varietà di ambienti cosmici, " ha detto Ni. "Quindi stiamo ottenendo una visione della crescita del buco nero supermassiccio che si spera non sia influenzata da fattori cosmici locali. Inoltre, nell'ultimo decennio gli astronomi hanno stabilito che esiste una forte correlazione tra la crescita dei buchi neri e le proprietà delle galassie, ma la dimensione limitata del campione ha limitato questi studi alla corretta indagine solo di pochi parametri galattici. Il nostro nuovo grande campione di buchi neri supermassicci in crescita ci consentirà di osservare insieme molti più parametri della galassia».

I campi coperti dall'indagine XMM-SERVS sono il Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), l'indagine S1 dell'Osservatorio europeo dell'infrarosso di grande area (ELAIS-S1), e l'indagine sulla struttura su larga scala di XMM-Newton (XMM-LSS). Queste aree di cielo, ciascuno di pochi gradi quadrati, sono già tra i campi più studiati del cielo, e con il prossimo LSST e altre coperture saranno i principali campi di indagine di prossima generazione.

"Questo sondaggio rappresenta il lavoro fondamentale fondamentale su cui, Io sospetto, centinaia di studi saranno costruiti nel prossimo decennio o due, "disse Brandt, Verne M. Willaman Professore di Astronomia e Astrofisica e professore di fisica alla Penn State, e uno dei leader dello studio. "XMM-Newton è stata la missione migliore per raccogliere questi dati, e avevamo bisogno di investire molto tempo di osservazione per questo studio, con un'esposizione totale combinata di quasi 60 giorni, perché sarà così importante per gli studi sulle galassie attive, studi sugli ammassi di galassie, e per comprendere le strutture su larga scala nell'universo. Ha richiesto un pluriennale, sforzo multinazionale ed è incredibilmente gratificante farlo. Siamo molto grati all'Agenzia spaziale europea e alla NASA per il loro sostegno a lungo termine a questo lavoro".