Den här bilden visar data från en massiv observationskampanj som inkluderar NASA:s Chandra X-ray Observatory. Dessa Chandra-data har gett starka bevis för förekomsten av så kallade svarta hål med mellanmassa (IMBH). I kombination med en separat studie som också använder Chandra-data, dessa resultat kan göra det möjligt för astronomer att bättre förstå hur de allra största svarta hålen i det tidiga universum bildades, som beskrivs i vårt senaste pressmeddelande.

COSMOS ("cosmic evolution survey") Legacy Survey har samlat data från några av världens mest kraftfulla teleskop som spänner över det elektromagnetiska spektrumet. Den här bilden innehåller Chandra-data från denna undersökning, motsvarande cirka 4,6 miljoner sekunders observationstid. Färgerna i denna bild representerar olika nivåer av röntgenenergi som upptäckts av Chandra. Här är röntgenstrålarna med lägst energi röda, mellanbandet är grönt, och röntgenstrålar med högsta energi som observerats av Chandra är blå. De flesta av de färgade prickarna i denna bild är svarta hål. Data från rymdteleskopet Spitzer visas i grått. Inlägget visar en konstnärs intryck av ett växande svart hål i mitten av en galax. En skiva av material som omger det svarta hålet och en stråle av utströmmande material är också avbildade.

Två nya separata studier som använder Chandra COSMOS-Legacy-undersökningsdata och andra Chandra-data har oberoende samlat in urval av IMBH:er, en svårfångad kategori av svarta hål mellan stjärnmassornas svarta hål och de supermassiva svarta hålen som finns i de centrala delarna av massiva galaxer.

Ett team av forskare identifierade 40 växande svarta hål i dvärggalaxer. Tolv av dem är belägna på avstånd mer än fem miljarder ljusår från jorden och den mest avlägsna är 10,9 miljarder ljusår bort, det mest avlägsna växande svarta hålet i en dvärggalax som någonsin setts. De flesta av dessa källor är sannolikt IMBHs med massor som är cirka 10, 000 till 100, 000 gånger solens.

Ett andra lag hittade en separat, viktigt prov på möjliga IMBHs i galaxer som är närmare jorden. I detta prov, den mest avlägsna IMBH-kandidaten är cirka 2,8 miljarder ljusår från jorden och cirka 90 % av de IMBH-kandidater de upptäckte är inte mer än 1,3 miljarder ljusår bort.

De upptäckte 305 galaxer i sin undersökning med svarta hålsmassor mindre än 300, 000 solmassor. Observationer med Chandra och med ESA:s XMM-Newton av en liten del av detta urval visar att ungefär hälften av de 305 IMBH-kandidaterna sannolikt är giltiga IMBH. Massorna för de tio källor som upptäckts med röntgenobservationer bestämdes till mellan 40, 000 och 300, 000 gånger solens massa.

IMBHs kanske kan förklara hur de allra största svarta hålen, de supermassiva, kunde bildas så snabbt efter Big Bang. En ledande förklaring är att supermassiva svarta hål växer med tiden från mindre svarta håls "frön" som innehåller ungefär hundra gånger solens massa. Några av dessa frön bör slås samman för att bilda IMBHs. En annan förklaring är att de bildas mycket snabbt från kollapsen av ett gigantiskt gasmoln med en massa som är lika med hundratusentals gånger solens. Det finns ännu inte enighet bland astronomer om vilken roll IMBH kan spela.

En artikel som beskriver COSMOS-Legacy-resultatet av Mar Mezcua (Institute for Space Sciences, Spanien) och kollegor publicerades i augusti numret av Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society och är tillgänglig online. Uppsatsen av Igor Chilingarian (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) om det närmare IMBH-provet publiceras i 10 augusti numret av The Astrofysisk tidskrift och är tillgänglig online.