Illustration d’un trou noir. Crédit : Aurore Simonnet et le Goddard Space Flight Center de la NASA.
- Pour rechercher des trous noirs autour de la galaxie “Toile d’araignée”, les astronomes ont observé pendant plus de 8 jours avec ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s Chandra X-ray Observatory.
- Chandra revealed 14 actively growing supermassive black holes — a much higher rate than other similar samples.
- The difference may be caused by collisions between galaxies in the forming cluster or by an excess of colder gas.
- The “Spiderweb” gets its nickname from its appearance in some optical light images.
Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI
Often, a spiderweb conjures the idea of captured prey soon to be consumed by a waiting predator. In the case of the “Spiderweb” protocluster, however, objects that lie within a giant cosmic web are feasting and growing, according to data from NASA’s Chandra X-ray Observatory.
The Spiderweb galaxy, officially known as J1140-2629, gets its nickname from its web-like appearance in some optical light images. This likeness can be seen in the inset box where data from NASA’s Hubble Space Telescope shows galaxies in orange, white, and blue, and data from Chandra is in purple. Located about 10.6 billion light years from Earth, the Spiderweb galaxy is at the center of a protocluster, a growing collection of galaxies and gas that will eventually evolve into a galaxy cluster.
Pour rechercher des trous noirs en croissance dans le protocluster Spiderweb, une équipe de chercheurs l’a observé pendant plus de huit jours avec Chandra. Dans le panneau principal de ce graphique, une image composite du protocluster Spiderweb montre les rayons X détectés par Chandra (également en violet) qui ont été combinés avec les données optiques du télescope Subaru sur le Mauna Kea à Hawaï (rouge, vert et blanc). La grande image mesure 11,3 millions d’années-lumière de diamètre.
14 sources détectées par Chandra. Crédit : X-ray : NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al ; Optique (Subaru) : NAOJ/NINS ; Optique (HST) : NASA/STScI
La plupart des “blobs” dans l’image optique sont des galaxies dans le protocluster, y compris 14 qui ont été détectées dans la nouvelle image profonde de Chandra. Ces sources de rayons X révèlent la présence de matière tombant vers des trous noirs supermassifs contenant des centaines de millions de fois plus de masse que le Soleil. Le protocluster Spiderweb existe à une époque de l’Univers que les astronomes appellent le “midi cosmique”. Les scientifiques ont découvert qu’à cette époque – environ 3 milliards d’années après le big bang – les trous noirs et les galaxies connaissaient une croissance extrême.
La toile d’araignée semble dépasser les normes élevées de cette période active de l’Univers. Les 14 sources détectées par Chandra (encerclées dans l’image ci-dessous) impliquent qu’environ 25% des galaxies les plus massives contiennent des trous noirs en croissance active. C’est entre cinq et vingt fois plus que la fraction trouvée pour d’autres galaxies d’un âge similaire et avec à peu près la même gamme de masses.
14 sources détectées par Chandra. Crédit : X-ray : NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al ; Optique (Subaru) : NAOJ/NINS ; Optique (HST) : NASA/STScI
Ces résultats suggèrent que certains facteurs environnementaux sont responsables du grand nombre de trous noirs à croissance rapide dans le protocluster Spiderweb. L’une des causes pourrait être qu’un taux élevé de collisions et d’interactions entre galaxies entraîne du gaz vers les trous noirs au centre de chaque galaxie, fournissant de grandes quantités de matière à consommer. Une autre explication est que le protocluster contient encore de grandes quantités de gaz froid qui est plus facilement consommé par un black hole than hot gas (this cold gas would be heated as the protocluster evolves into a galaxy cluster).
Close up. Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI
A detailed study of Hubble data may provide important clues about the reasons for the large number of rapidly growing black holes in the Spiderweb protocluster. Extending this work to other protoclusters would also require the sharp X-ray vision of Chandra.
Un article décrivant ces résultats a été accepté pour publication dans le journal. Astronomie et Astrophysique. Le premier auteur est Paolo Tozzi de l’Institut national d’astrophysique d’Arcetri, en Italie.
Référence : ” The 700 ks Chandra Spiderweb Field I : evidence for widespread nuclear activity in the Protocluster ” par P. Tozzi, L. Pentericci, R. Gilli, M. Pannella, F. Fiore, G. Miley, M. Nonino, H.J.A. Rottgering, V. Strazzullo, C. S. Anderson, S. Borgani, A. Calabro’, C. Carilli, H. Dannerbauer, L. Di Mascolo, C. Feruglio, R. Gobat, S. Jin, A. Liu, T. Mroczkowski, C. Norman, E. Rasia, P. Rosati et A. Saro, accepté, Astronomie et astrophysique.
arXiv:2203.02208
Le Marshall Space Flight Center de la NASA gère le programme Chandra. Le Chandra X-ray Center du Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques depuis Cambridge, dans le Massachusetts, et les opérations de vol depuis l’aéroport de New York.Burlington, Massachusetts.
