La imagen XMM-Newton del campo W-CDF-S de 4,6 grados cuadrados revela el ancho, vista sensible del cielo de rayos X proporcionada por XMM-SERVS. Las fuentes detectadas, la mayoría de los cuales son agujeros negros supermasivos en crecimiento, están codificados por colores de acuerdo con las energías de los rayos X detectados (el rojo tiene las energías más bajas y el azul las más altas). El contorno blanco indica el área del Chandra Deep Field-South, un conocido levantamiento ultraprofundo de rayos X con haz de lápiz. La imagen destaca cómo XMM-SERVS ahora ha proporcionado imágenes de rayos X panorámicas sensibles alrededor de este estudio. La imagen de XMM-Newton cubre un área aproximadamente 20 veces más grande que el tamaño aparente de la luna llena, se muestra a escala en la parte superior izquierda. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
Uno de los estudios de rayos X más grandes utilizando el observatorio espacial XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea ha mapeado casi 12, 000 fuentes de rayos X en tres grandes regiones principales del cielo. Las fuentes de rayos X representan núcleos galácticos activos y cúmulos de galaxias, y el estudio captura el crecimiento de los agujeros negros supermasivos en los núcleos de estas galaxias. Este estudio de rayos X complementa los estudios de rayos X anteriores, permitiendo a los investigadores mapear núcleos galácticos activos en una amplia gama de entornos cósmicos.
Qingling Ni y W.Niel Brandt de Penn State presentarán los resultados de la Encuesta de volumen de representantes extragalácticos XMM-Spitzer (XMM-SERVS) en una conferencia de prensa que se llevará a cabo el lunes, 7 de junio a las 4:30 p.m. durante la 238ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Un documento que describe la encuesta, por un equipo internacional de astrónomos, ha sido enviado a la Suplemento de revista astrofísica .
"Los estudios de rayos X son la mejor manera de encontrar agujeros negros supermasivos en crecimiento, que se encuentran en los núcleos de muchas galaxias grandes, "dijo Ni, estudiante de posgrado en Penn State y autor principal del artículo. "Con esta nueva encuesta masiva, podemos acceder a datos de población sobre el crecimiento de agujeros negros supermasivos para comprender mejor sus propiedades físicas y la evolución a lo largo de la historia cósmica ".
Los levantamientos de rayos X actualmente disponibles son principalmente levantamientos profundos de "haz de lápiz" que cubren una parte muy pequeña del cielo o levantamientos poco profundos que cubren grandes áreas del cielo. Los estudios profundos con haz de lápiz solo pueden muestrear núcleos galácticos activos en un volumen cósmico limitado, y carecen de la capacidad de explorar una amplia gama dinámica de entornos cósmicos. Poco profundo, Los estudios de campo amplio pueden muestrear una variedad más amplia de entornos, pero carecen de la sensibilidad para detectar la mayor parte del crecimiento cósmico de agujeros negros supermasivos.
Imagen XMM-Newton del campo ELAIS-S1 de 3,2 grados cuadrados, que es aproximadamente 15 veces más grande que el tamaño aparente de la luna llena (se muestra a escala en la parte inferior derecha). XMM-SERVS proporciona una amplia vista de rayos X sensible de esta región. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
El nuevo levantamiento XMM-SERVS ayuda a llenar la brecha entre los levantamientos profundos de rayos X con haz de lápiz y los levantamientos superficiales de rayos X en grandes áreas del cielo. El levantamiento XMM-SERVS proporciona una cobertura de rayos X de profundidad media para tres campos de cielo ampliamente separados que se han estudiado previamente en múltiples longitudes de onda. Adicionalmente, estas regiones han sido seleccionadas como Campos de Perforación Profunda de la Legacy Survey of Space and Time (LSST) que será realizada por el Observatorio Vera C. Rubin. El Observatorio Rubin es un telescopio de estudio gigante de 8.4 metros ubicado en el centro-norte de Chile, que actualmente se está construyendo a un costo de más de $ 600 millones. Representa una de las mayores inversiones de la comunidad astronómica mundial en esta década.
Los campos de perforación profunda del LSST son regiones del cielo donde se obtendrán sustancialmente más observaciones en comparación con las regiones del cielo típicas durante la encuesta LSST de diez años. posibilitando nuevos descubrimientos científicos. Los campos de la encuesta XMM-SERVS también son los sitios de muchas otras encuestas próximas en la radio, submilimétrico infrarrojo, y longitudes de onda ópticas. Uno de los campos de estudio de XMM-SERVS también se encuentra entre los campos profundos de la misión espacial Euclid de 600 millones de euros que se lanzará en 2022. Por lo tanto, la cobertura de rayos X proporcionada por XMM-SERVS tiene un enorme valor heredado junto con estos otros ricos conjuntos de datos.
"Estos campos del cielo abarcan una amplia variedad de entornos cósmicos, ", dijo Ni." Así que estamos obteniendo una visión del crecimiento de un agujero negro supermasivo que es de esperar que sea imparcial por factores cósmicos locales. Adicionalmente, Durante la última década, los astrónomos han establecido que existe una fuerte correlación entre el crecimiento de los agujeros negros y las propiedades de las galaxias. pero el tamaño de muestra limitado restringió estos estudios a la investigación adecuada de sólo unos pocos parámetros de galaxias. Nuestra nueva gran muestra de agujeros negros supermasivos en crecimiento nos permitirá mirar juntos muchos más parámetros de galaxias ".
Imagen XMM-Newton del campo XMM-LSS de 5,3 grados cuadrados, que es aproximadamente 25 veces más grande que el tamaño aparente de la luna llena (se muestra a escala en la parte inferior derecha). XMM-LSS fue el primer campo XMM-SERVS observado por XMM-Newton. Chien-Ting Chen, un ex investigador postdoctoral en Penn State que ahora es astrónomo en USRA, lideró el trabajo para este campo (ver Chen et al.2018, Lun. No. Roy. Ast. Soc.). XMM-SERVS proporciona una amplia vista de rayos X sensible de esta región. Crédito:ESA / XMM-Newton / XMM-SERVS Collaboration / Q. Ni et al.
Los campos cubiertos por la encuesta XMM-SERVS son Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), la Encuesta S1 del Observatorio Espacial Infrarrojo de Gran Área Europea (ELAIS-S1), y la encuesta de estructuras a gran escala XMM-Newton (XMM-LSS). Estas áreas del cielo, cada uno con unos pocos grados cuadrados, ya se encuentran entre los campos mejor estudiados del cielo, y con el próximo LSST y otras coberturas, serán los principales campos de encuestas de próxima generación.
"Esta encuesta representa un trabajo fundamental clave sobre el cual, Sospecho, se construirán cientos de estudios durante la próxima década o dos, "dijo Brandt, Verne M. Willaman, profesor de astronomía y astrofísica y profesor de física en Penn State, y uno de los líderes del estudio. "XMM-Newton fue la mejor misión para recopilar estos datos, y necesitábamos invertir mucho tiempo de observación para este estudio, con una exposición combinada total de casi 60 días, porque será muy importante para los estudios activos de galaxias. estudios de cúmulos de galaxias, y para comprender las estructuras a gran escala del universo. Requería un año esfuerzo multinacional y es increíblemente gratificante hacerlo. Estamos muy agradecidos con la Agencia Espacial Europea y la NASA por su apoyo a largo plazo de este trabajo ".
