Astronomer kaster lys over dannelsen af ​​sorte huller og galakser

Stjerner, der dannes i galakser, ser ud til at være påvirket af det supermassive sorte hul i centrum af galaksen, men mekanismen for, hvordan det sker, har ikke været klar for astronomer indtil nu.

"Supermassive sorte huller er fængslende, " siger hovedforfatter Shelley Wright, en University of California San Diego professor i fysik. "At forstå hvorfor og hvordan galakser påvirkes af deres supermassive sorte huller er et fremragende puslespil i deres dannelse."

I en undersøgelse offentliggjort i dag i The Astrofysisk tidsskrift , Wright, kandidatstuderende Andrey Vayner, og deres kolleger undersøgte energien omkring de kraftige vinde genereret af de lyse, kraftigt supermassivt sort hul (kendt som en "kvasar") i centrum af værtsgalaksen 3C 298, ligger cirka 9,3 milliarder lysår væk.

"Vi studerer supermassive sorte huller i det meget tidlige univers, når de vokser aktivt ved at samle enorme mængder af gasformigt materiale, " siger Wright. "Mens sorte huller i sig selv ikke udsender lys, det gasformige materiale, de tygger på, opvarmes til ekstreme temperaturer, gør dem til de mest lysende objekter i universet."

UC San Diego-holdets forskning afslørede, at vindene blæser ud gennem hele galaksen og påvirker stjernernes vækst.

"Dette er bemærkelsesværdigt, at det supermassive sorte hul er i stand til at påvirke stjerner, der dannes på så store afstande, " siger Wright.

I dag, nabogalakser viser, at galaksemassen er tæt korreleret med den supermassive sorte hulmasse. Wrights og Vayners forskning indikerer, at 3C 298 ikke falder inden for dette normale skaleringsforhold mellem nærliggende galakser og de supermassive sorte huller, der lurer i deres centrum. Men, i det tidlige univers, deres undersøgelse viser, at 3C 298-galaksen er 100 gange mindre massiv, end den burde have fået sin gigantiske supermassive sorte hulmasse.

Dette indebærer, at den supermassive sorte huls masse er etableret et godt stykke før galaksen, og potentielt er energien fra kvasaren i stand til at kontrollere væksten af ​​galaksen.

For at gennemføre undersøgelsen, UC San Diego-forskerne brugte flere state-of-the-art astronomiske faciliteter. Den første af disse var Keck Observatorys instrument OSIRIS (OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph) og dets avancerede adaptive optik (AO) system. Et AO-system gør det muligt for jordbaserede teleskoper at opnå billeder i højere kvalitet ved at korrigere for sløring forårsaget af jordens atmosfære. De resulterende billeder er lige så gode som dem, der er opnået fra rummet.

Den anden store facilitet var Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, kendt som "ALMA, "et internationalt observatorium i Chile, der er i stand til at detektere millimeterbølgelængder ved hjælp af op til 66 antenner for at opnå billeder i høj opløsning af gassen omkring kvasaren.

"Den mest fornøjelige del af at forske i denne galakse har været at sammensætte alle data fra forskellige bølgelængder og teknikker, " sagde Vayner. "Hvert nyt datasæt, som vi fik på denne galakse, besvarede et spørgsmål og hjalp os med at sætte nogle af brikkerne i puslespillet sammen. Imidlertid, på samme tid, det skabte nye spørgsmål om arten af ​​galakser og supermassive sorte hul-dannelser."

Wright var enig, sagde, at datasættene var "enormt flotte" fra både Keck Observatory og ALMA, tilbyder et væld af ny information om universet.

Disse fund er de første resultater fra en større undersøgelse af fjerne kvasarer og deres energimæssige indflydelse på stjernedannelse og galaksevækst. Vayner og teamet vil fortsætte med at udvikle resultater på fjernere kvasarer ved at bruge de nye faciliteter og kapaciteter fra Keck Observatory og ALMA.