Novas Descobertas do Censo de Céu Inteiro do eROSITA

O satélite eROSITA, parte da missão Spectrum Roentgen Gamma, fez sua primeira pesquisa de todo o céu de dezembro de 2019 a junho de 2020. Esse satélite coleta emissões de raios-X duros de diferentes fontes celestiais, principalmente de Núcleos Galáticos Ativos (AGN) – regiões extremamente brilhantes no centro de algumas galáxias, movidas por buracos negros supermassivos. Este artigo discute as descobertas da pesquisa, focando nas fontes de raios-X duros detectadas e suas características.

#eROSITA e AGN

O eROSITA foi projetado pra mapear as emissões de raios-X de grandes estruturas no universo, especialmente aglomerados de galáxias. No entanto, ele detecta um número significativo de AGN, que emitem energia em várias frequências. Essas fontes podem ofuscar as galáxias nas quais estão. Observando AGN em raios-X, os pesquisadores conseguem investigar o ambiente próximo aos buracos negros supermassivos. A principal fonte desses raios-X é uma região chamada corona, cheia de elétrons em alta velocidade que espalham luz do disco de acreção em volta do buraco negro.

Os AGNs são divididos em dois tipos principais:

1. Seyfert 1: Esses AGN não são obscuros e apresentam linhas espectrais amplas junto com fortes emissões de raios-X suaves.
2. Seyfert 2: Esses AGN são obscurecidos por nuvens de gás e poeira, fazendo com que as emissões de raios-X suaves sejam mais fracas ou até inexistentes.

#Descobertas da Pesquisa

Durante a pesquisa do eROSITA, mais de 5.000 fontes de raios-X duros foram detectadas. Os dados permitiram classificar essas fontes com base em suas propriedades e identificar contrapartes em outras frequências. Dentre as fontes detectadas, muitas foram classificadas como AGN, e um número significativo foi encontrado como fortemente obscuro, sem emissões de raios-X suaves.

Métodos estatísticos foram usados pra identificar possíveis contrapartes pra cada fonte de raios-X. Um código baseado em estatísticas bayesianas ajudou a determinar com alta confiança quais fontes ópticas correspondiam às detecções de raios-X.

A pesquisa utilizou dados adicionais da amostra de AGN do Swift BAT e HEAO-1 pra comparação, melhorando a compreensão das capacidades do eROSITA em detectar fontes de raios-X duros.

#Características da Amostra

Da pesquisa, 5.466 fontes de raios-X duros foram registradas. A amostra consistiu principalmente de fontes pontuais, com uma pequena parte sendo fontes estendidas como aglomerados de galáxias. Os pesquisadores se concentraram especialmente nas fontes apenas de raios-X duros, que foram caracterizadas pela falta de emissões de raios-X suaves.

Um elemento chave da análise envolveu determinar a probabilidade dessas fontes serem detecções reais versus serem espúrias. Após aplicar várias bandeiras e checagens, 2.547 fontes foram identificadas como tendo contrapartes fortes, e 111 delas foram categorizadas como fontes apenas de raios-X duros.

#A Importância das Contrapartes

A identificação de contrapartes é crucial pra entender a natureza das fontes celestiais. Neste estudo, as contrapartes foram identificadas usando dados dos Legacy Surveys, que forneceram observações ópticas e infravermelhas. O método NWAY foi utilizado pra combinar fontes de raios-X com aquelas identificadas nas pesquisas ópticas, levando à compreensão de suas propriedades.

A maioria das fontes de raios-X tinha contrapartes ópticas dentro da área pesquisada, indicando que os dados coletados do eROSITA são valiosos pra estudar AGN. A análise NWAY permitiu a identificação robusta de fontes com diferentes níveis de certeza.

#Testando a Amostra

Pra avaliar a qualidade das contrapartes, os pesquisadores compararam as descobertas com catálogos conhecidos. Eles combinaram os dados do eROSITA com resultados do catálogo Swift BAT, examinando fontes sobrepostas. Essa comparação mostrou um número significativo de fontes combinadas, reforçando a confiabilidade da pesquisa do eROSITA.

A análise incluiu várias classificações de AGN com base em suas características ópticas e propriedades espectrais. Os resultados indicaram uma clara distinção entre os tipos de AGN obscuros e não obscuros com base em suas emissões de raios-X e ópticas.

#Redshifts Espectroscópicos

As descobertas também incluíram a coleta de redshifts espectroscópicos para muitas fontes. Ao combinar as contrapartes de raios-X com catálogos de redshift existentes, os pesquisadores montaram um catálogo com mais de mil fontes onde os redshifts foram determinados. A distribuição de redshift mostrou que muitas das fontes estão relativamente próximas, com um pico em torno de um determinado valor.

No total, uma parte significativa da amostra com redshifts espectroscópicos foi classificada como extragaláctica, enfatizando ainda mais a presença de AGN na área pesquisada.

#Classificação de Fontes

Após a identificação das contrapartes, os pesquisadores usaram uma metodologia de classificação pra categorizar as fontes. As classificações foram baseadas em vários critérios, incluindo a disponibilidade de dados de redshift e a natureza das emissões ópticas.

As fontes foram classificadas em categorias extragalácticas e galácticas. A natureza óptica das fontes foi analisada pra determinar seus tipos com mais precisão. Muitas fontes sem redshift disponível foram classificadas com base em suas características ópticas. Os resultados da classificação forneceram uma compreensão abrangente da composição da amostra.

#Fontes Apenas de Raios-X Duros

Um foco significativo estava nas fontes apenas de raios-X duros, que são caracterizadas pela ausência de emissões de raios-X suaves. Essas fontes foram identificadas através de uma análise estatística cuidadosa, e uma análise mais próxima revelou que muitas dessas fontes provavelmente são AGN fortemente obscurecidos.

Essas fontes apenas de raios-X duros foram analisadas further através de suas propriedades ópticas, e muitas mostraram emissões ópticas fracas, sugerindo que estão em galáxias vistas de lado ou são fortemente obscurecidas por gás e poeira. O estudo indicou que uma fração substancial das fontes identificadas apenas de raios-X duros são, de fato, AGN, destacando sua importância na compreensão da população de AGN obscurecidos no universo.

#Fontes Variáveis

A análise também abordou fontes variáveis, com uma parte das fontes detectadas em raios-X mostrando evidências de variabilidade em curtas escalas de tempo. A variabilidade pode ser uma característica importante de certos AGN, pois muitas vezes indica mudanças nos processos de acreção que ocorrem perto dos buracos negros.

O estudo encontrou várias fontes exibindo variabilidade significativa, o que abre novas avenidas de pesquisa sobre a dinâmica dos AGN e seu comportamento ao longo do tempo.

#Conclusão

As descobertas da pesquisa de todo o céu do eROSITA oferecem novas percepções sobre a natureza dos AGN, particularmente fontes fortemente obscurecidas. A identificação robusta de contrapartes e a classificação das fontes aumentam a compreensão geral das emissões de raios-X no universo.

Este trabalho destaca as capacidades da missão eROSITA de explorar mais a fundo amostras selecionadas de raios-X duros, revelando uma população diversificada de AGN. Estudos futuros e observações de acompanhamento ajudarão a refinar essas descobertas e contribuir para uma melhor compreensão das relações entre AGN, suas galáxias hospedeiras e a grande estrutura do universo.

À medida que mais dados de pesquisas futuras se tornam disponíveis, a riqueza de informações coletadas continuará a iluminar as complexidades em torno dos AGN e seus papéis dentro do cosmos.