Ny undersøgelse finder Peter Pan-radiogalakser, der måske aldrig vokser op

Et hold af astronomer har fordoblet antallet af kendte unge, kompakte radiogalakser – galakser drevet af sorte huller, der har fået strøm. Det forbedrede tal vil hjælpe astronomer med at forstå forholdet mellem størrelsen af ​​disse radiokilder og deres alder, såvel som selve galaksens natur.

I særdeleshed, det vil hjælpe astronomer til at forstå, hvorfor der er så mange flere unge radiogalakser end gamle.

"Vi forstår ikke, hvordan radiogalakser udvikler sig, " siger Joseph Callingham, en postdoc-stipendiat fra det nederlandske institut for radioastronomi (ASTRON) og hovedforfatter på det papir, der beskriver resultatet.

"I lang tid, vi troede, at alle små galakser udviklede sig til massive galakser. Imidlertid, vi har nu fundet alt for mange små galakser i forhold til de store. Det tyder på, at nogle aldrig kommer til "voksenfasen".

I en undersøgelse af 90.000 radiogalakser, astronomerne identificerede 1500 kompakte galakser blandt dem. Resultaterne er beskrevet i et papir offentliggjort 20. februar i Astrofysisk tidsskrift .

"Disse kompakte galakser plejede at være så sjældne som hønsetænder, " siger prof. Bryan Gaensler, en medforfatter på papiret og direktør for Dunlap Institute for Astronomy &Astrophysics, University of Toronto. "Men nu har vi været i stand til at opdage et stort antal nye tilfælde. Dette gennembrud vil lade os begynde at studere de overordnede egenskaber af disse usædvanlige og vigtige objekter."

En radiogalakse er en galakse, der lyser stærkt ved radiobølgelængder. Et supermassivt sort hul - typisk med massen af ​​millioner af sole - driver denne udstrømning af energi.

Gas og støv falder ned i det sorte hul, frigiver enorme mængder energi. Energien fokuseres i to stråler af partikler, rejser i modsatte retninger med næsten lysets hastighed. Mens jetflyene blæser gennem galaksen, hver genererer sin egen lob eller hot-spot af stråling, når den interagerer med gassen i galaksen.

Ifølge en model, kompakte radiokilder er unge, fordi jetflyene ikke har haft tid til at nå langt ud over det centrale sorte hul. Hot-spots er relativt tæt på hinanden, og vi ser dem som kompakte kilder. Over tid, strålerne når længere ud i galaksen og endda ud over dens grænser; hotspots er længere væk fra hinanden, og vi ser en mere udvidet, dobbeltfliget kilde.

I denne enkle model, overfloden af ​​unge, kompakte radiogalakser rejser spørgsmålet:hvorfor ikke unge, kompakte radiogalakser modnes til gamle, udvidede radiogalakser?

Imidlertid, en anden model hævder, at forholdet mellem alderen og den observerede størrelse af en radiogalakse ikke er så ligetil. Det er fordi en kompakt kilde kan være kompakt, ikke fordi den er ung, men fordi gas i galaksen er tæt nok til at forhindre strålerne i at strække sig langt fra det centrale sorte hul; dvs. den forbliver kompakt på trods af sin alder.

"Denne undersøgelse viser, at det er muligt, at et tæt miljø nær galaksens hjerte hindrer og stopper galaksens vækst, " siger Callingham, der lavede meget af forskningen som ph.d.-studerende hos Australian Center for All-shy Astrophysics (CAASTRO).

Astronomerne gjorde opdagelsen ved hjælp af data indsamlet med Murchison Wide-field Array (MWA), et interferometrisk radioteleskop i den vestlige australske outback. Opdagelsen var mulig, fordi i modsætning til konventionelle radioteleskoper, der observerer små pletter af himlen ad gangen, MWA fejer store områder af himlen og er i stand til at observere på tværs af et bredere spektrum af bølgelængder.