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    Une nouvelle carte aux rayons X révèle la croissance des trous noirs supermassifs dans les champs d'enquête de nouvelle génération

    L'image XMM-Newton du champ W-CDF-S de 4,6 degrés carrés révèle le large, vue sensible du ciel aux rayons X fournie par XMM-SERVS. Les sources détectées, dont la plupart forment des trous noirs supermassifs, sont codés par couleur en fonction des énergies des rayons X détectés (le rouge ayant les énergies les plus faibles et le bleu les plus élevées). Le contour blanc indique la zone du Chandra Deep Field-South, un levé ultraprofond bien connu aux rayons X au crayon. L'image montre comment XMM-SERVS a maintenant fourni une imagerie panoramique aux rayons X sensible autour de cette enquête. L'image XMM-Newton couvre une zone environ 20 fois plus grande que la taille apparente de la pleine lune, représenté à l'échelle en haut à gauche. Crédit :Collaboration ESA/XMM-Newton/XMM-SERVS/Q. Ni et al.

    L'un des plus grands relevés aux rayons X utilisant l'observatoire spatial XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne a cartographié près de 12, 000 sources de rayons X réparties sur trois grands, régions principales du ciel. Les sources de rayons X représentent des noyaux galactiques actifs et des amas de galaxies, et l'enquête capture la croissance des trous noirs supermassifs au cœur de ces galaxies. Ce relevé radiographique complète les relevés radiographiques précédents, permettant aux chercheurs de cartographier les noyaux galactiques actifs dans un large éventail d'environnements cosmiques.

    Qingling Ni et W. Niel Brandt de Penn State présenteront les résultats de l'enquête sur le volume des représentants extragalactiques XMM-Spitzer (XMM-SERVS) lors d'un point de presse qui se tiendra lundi, 7 juin à 16h30 lors de la 238e réunion de l'American Astronomical Society. Un document décrivant l'enquête, par une équipe internationale d'astronomes, a été soumis au Supplément du Journal d'Astrophysique .

    "Les relevés aux rayons X sont le meilleur moyen de trouver des trous noirs supermassifs en croissance, qui sont situés au cœur de nombreuses grandes galaxies, " dit Ni, un étudiant diplômé à Penn State et auteur principal de l'article. "Avec cette nouvelle enquête massive, nous pouvons accéder aux données démographiques sur la croissance des trous noirs supermassifs pour mieux comprendre leurs propriétés physiques et leur évolution au cours de l'histoire cosmique. »

    Les levés à rayons X actuellement disponibles sont principalement des levés profonds "crayon-faisceau" couvrant une très petite partie du ciel ou des levés peu profonds couvrant de vastes zones du ciel. Les levés au crayon profond ne peuvent échantillonner que des noyaux galactiques actifs dans un volume cosmique limité, et ils n'ont pas la capacité d'explorer une large gamme dynamique d'environnements cosmiques. Peu profond, les enquêtes à grand champ peuvent échantillonner une plus grande variété d'environnements mais n'ont pas la sensibilité pour détecter la majeure partie de la croissance des trous noirs supermassifs cosmiques.

    Image XMM-Newton du champ ELAIS-S1 de 3,2 degrés carrés, qui est environ 15 fois plus grande que la taille apparente de la pleine lune (indiquée à l'échelle en bas à droite). XMM-SERVS fournit un large, vue radiographique sensible de cette région. Crédit :Collaboration ESA/XMM-Newton/XMM-SERVS/Q. Ni et al.

    Le nouveau levé XMM-SERVS aide à combler l'écart entre les levés à rayons X à faisceau crayon profond et les levés à rayons X peu profonds sur de vastes zones du ciel. Le levé XMM-SERVS fournit une couverture de rayons X moyennement profonde pour trois champs célestes largement séparés qui ont déjà été étudiés à plusieurs longueurs d'onde. En outre, ces régions ont été sélectionnées comme champs de forage en profondeur du Legacy Survey of Space and Time (LSST) qui sera mené par l'observatoire Vera C. Rubin. L'observatoire Rubin est un télescope géant de 8,4 mètres situé dans le centre-nord du Chili, qui est actuellement en construction à un coût de plus de 600 millions de dollars. Il représente l'un des plus gros investissements de la communauté astronomique mondiale au cours de cette décennie.

    Les champs de forage en profondeur du LSST sont des régions du ciel où beaucoup plus d'observations seront obtenues par rapport aux régions du ciel typiques au cours de l'enquête LSST de dix ans, permettant de nouvelles découvertes scientifiques. Les champs d'enquête XMM-SERVS sont également les sites de plusieurs autres enquêtes à venir à la radio, submillimétrique, infrarouge, et les longueurs d'onde optiques. L'un des champs d'enquête XMM-SERVS fait également partie des champs profonds de la mission spatiale Euclid de 600 millions d'euros qui sera lancée en 2022. Ainsi, la couverture de rayons X fournie par XMM-SERVS a une énorme valeur patrimoniale en conjonction avec ces autres ensembles de données riches.

    "Ces champs célestes couvrent une grande variété d'environnements cosmiques, " a déclaré Ni. " Nous avons donc une vision de la croissance des trous noirs supermassifs qui, espérons-le, n'est pas biaisée par les facteurs cosmiques locaux. En outre, au cours de la dernière décennie, les astronomes ont établi qu'il existe une forte corrélation entre la croissance des trous noirs et les propriétés des galaxies, mais la taille limitée de l'échantillon a restreint ces études à une enquête appropriée de seulement quelques paramètres de galaxie. Notre nouvel grand échantillon de trous noirs supermassifs en croissance nous permettra d'examiner ensemble de nombreux autres paramètres galactiques."

    Image XMM-Newton du champ XMM-LSS de 5,3 degrés carrés, qui est environ 25 fois plus grande que la taille apparente de la pleine lune (indiquée à l'échelle en bas à droite). XMM-LSS a été le premier champ XMM-SERVS à avoir été observé par XMM-Newton. Chien-Ting Chen, un ancien chercheur postdoctoral à Penn State qui est maintenant astronome à l'USRA, a dirigé les travaux dans ce domaine (voir Chen et al. 2018, Lun. Pas. Roy. Ast. Soc.). XMM-SERVS fournit un large, vue radiographique sensible de cette région. Crédit :Collaboration ESA/XMM-Newton/XMM-SERVS/Q. Ni et al.

    Les champs couverts par l'enquête XMM-SERVS sont le Wide Chandra Deep Field-South (W-CDF-S), l'enquête européenne S1 de l'Observatoire spatial infrarouge à grande surface (ELAIS-S1), et l'enquête sur les structures à grande échelle XMM-Newton (XMM-LSS). Ces zones de ciel, chacun s'étendant sur quelques degrés carrés, sont déjà parmi les domaines les mieux étudiés du ciel, et avec le LSST à venir et d'autres couvertures, ils seront les principaux champs d'enquête de la prochaine génération.

    « Cette enquête représente un travail de base clé sur lequel, Je soupçonne, des centaines d'études seront construites au cours des dix ou vingt prochaines années, " dit Brandt, Verne M. Willaman Professeur d'Astronomie et d'Astrophysique et professeur de physique à Penn State, et l'un des chefs de file de l'étude. "XMM-Newton était la meilleure mission pour rassembler ces données, et nous avons dû investir beaucoup de temps d'observation pour cette étude - avec une exposition totale combinée de près de 60 jours - car elle sera si importante pour les études de galaxies actives, études d'amas de galaxies, et pour comprendre les structures à grande échelle dans l'univers. Il a fallu plusieurs années, effort multinational et c'est incroyablement gratifiant de le faire. Nous sommes très reconnaissants à l'Agence spatiale européenne et à la NASA pour leur soutien à long terme à ce travail."


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