Questa immagine composita di Chandra X-ray Observatory e del Telescopio Spaziale Hubble (HST) combina i raggi X del primo con i raggi infrarossi del secondo, per una nuova ottica visiva del cielo.
Con queste immagini, gli astronomi hanno ottenuto la prima prova diretta che i buchi neri erano presenti nell'Universo primordiale e dimostrato che i più piccoli sono cresciuti in modo più aggressivo di quanto si pensasse, in tandem con la crescita delle galassie ospiti.
Gli astronomi hanno ottenuto ciò che è noto come il Chandra Deep Field South (CDFS) puntando il telescopio verso la stessa zona di cielo, nella costellazione Fornace, per oltre sei settimane.
L'immagine composita mostra una piccola sezione del CDFS, dove le fonti di Chandra sono blu, i dati ottici del Telescopio Spaziale Hubble sono divisi in ottici nei colori verde e blu e i dati a infrarossi in rosso e verde.
Le due immagini sul lato destro, mostrano le risultanti delle analisi effettuate: quella superiore, è dovuta a raggi-X ad alta energia; quella inferiore, mostra la stessa immagine a raggi X a bassa energia.
I nuovi dati di Chandra hanno permesso la ricerca di buchi neri in 200 galassie lontane, quando cioè l'Universo primordiale aveva dai circa 800 milioni ai 950 milioni di anni.
Ezequiel Treister della University of Hawaii, autore principale dello studio apparso sul numero del 16 giugno della rivista Nature, ha spiegato: "Finora non avevamo idea del comportamento, né se esistessero buchi neri in queste galassie primordiali. Ora sappiamo che ci sono e sono in crescita come gangbusters".
Kevin Schawinski dell'Università di Yale, ha aggiunto: ""Sembra che abbiamo trovato una popolazione completamente nuova di buchi neri "bambini". Pensiamo che questi bambini cresceranno con un fattore di circa cento o mille, fino a diventare come i buchi neri giganti che vediamo oggi quasi 13 miliardi di anni dopo".
Altre galassie sono state trovate in altre osservazioni, utilizzando il Telescopio Spaziale Hubble con il Chandra Deep Field Nord, nella costellazione dell'Orsa Maggiore.
Utilizzando gli spettri ottenuti da Chandra,sono stati rilevati più di 300 buchi neri supermassicci al centro delle galassie, un gruppo di astronomi è riuscito a determinare una quantità di ferro nei pressi del buco nero (azzurro nella figura a destra).
Da questi risultati è dunque ormai certo che tra il 30% e il 100% di queste galassie lontane, vi sono buchi neri supermassicci, in crescita.
Considerando che la porzione di cielo studiata è relativamente piccola, si può concludere che vi sono almeno 30 milioni di buchi neri nell'Universo primordiale.
L'osservazione a raggi X ad alta energia, ha evidenziato che i buchi neri sono quasi tutti avvolti in spesse nuvole di gas e polvere; anche se grandi quantità di luce ottica sono generate da materiale in caduta nel buco nero, questa luce è bloccata all'interno del nucleo della galassia che ospita il buco nero ed è inosservabile da telescopi ottici. Tuttavia, i raggi X ad alta energia di luce possono penetrare questi veli permettendo di studiare all'interno i buchi neri.
Anche se le prove per la crescita parallela di buchi neri e galassie è stata stabilita osservando galassie più vicine, i nuovi risultati di Chandra mostrano che questa connessione è iniziata prima di quanto si pensasse, forse fin dalle origini di entrambi.
Priya Natarajan, co-autore presso la Yale University, a tal proposito ha detto: "La maggior parte degli astronomi pensano che nell'attuale universo, i buchi neri e le galassie siano in qualche modo simbiotici nella crescita. Abbiamo dimostrato che questo rapporto codipendente è esistito sin dai tempi remoti."
Chandra X-ray Observatory fa parte della flotta della NASA di "Great Observatories" insieme con il telescopio spaziale Hubble, il telescopio spaziale Spitizer e l'ormai deorbited Compton Gamma Ray Observatory.
Chandra permette agli scienziati di tutto il mondo di ottenere immagini a raggi X di ambienti "esotici" e li aiutare a capire la struttura e l'evoluzione dell'universo.
Chandra X-ray Observatory è gestito dal Marshall Center for the Science Mission Directorate.
Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) a Cambridge, in Massachusetts, è invece responsabile dello svolgimento, giorno per giorno, delle operazioni di volo e delle attività scientifiche delle strutture Operations Control Center and Chandra X-ray Center (CXC).
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