Forskning i sorte huller kan hjælpe med at forstå, hvordan små galakser udvikler sig

Forskere har løst et kosmisk mysterium ved at finde beviser for, at supermassive sorte huller forhindrer, at stjerner dannes i nogle mindre galakser.

Disse gigantiske sorte huller er over en million gange mere massive end solen og sidder i centrum af galakser og sender kraftige vinde ud, der slukker stjernedannelsesprocessen. Astronomer troede tidligere, at de ikke havde nogen indflydelse på dannelsen af ​​stjerner i dværggalakser, men en ny undersøgelse fra University of Portsmouth har bevist deres rolle i processen.

Resultaterne, præsenteret i dag på et møde i American Astronomical Society, er særlig vigtige, fordi dværggalakser (dem, der består af op til 100 millioner til flere milliarder stjerner) er langt flere end større systemer, og hvad der sker i disse, vil sandsynligvis give et mere typisk billede af galaksernes udvikling.

"Dværggalakser er flere end større galakser som Mælkevejen 50 til en, " siger ledende forsker Dr. Samantha Penny, fra Universitetets Institut for Kosmologi og Gravitation. "Så hvis vi vil fortælle den fulde historie om galakser, vi er nødt til at forstå, hvordan dværgsystemer fungerer."

I enhver galakse fødes stjerner, når skyer af gas kollapser under kraft af deres egen tyngdekraft. Men stjerner bliver ikke ved med at blive født for evigt – på et tidspunkt lukker stjernedannelsen i en galakse af. Årsagen til dette er forskellig i forskellige galakser, men nogle gange er et supermassivt sort hul synderen.

Supermassive sorte huller kan regulere deres værtsgalakses evne til at danne nye stjerner gennem en opvarmningsproces. Det sorte hul driver energi gennem kraftige vinde. Når denne vind rammer de gigantiske molekylære skyer, hvori stjernerne ville dannes, det opvarmer gassen, forhindrer dens kollaps til nye stjerner.

Tidligere forskning har vist, at denne proces kan forhindre stjernedannelse i større galakser, der indeholder hundredvis af milliarder af stjerner - men man troede, at en anden proces kunne være ansvarlig for, at dværggalakser ophørte med at producere stjerner. Forskere troede tidligere, at de større galakser kunne have interageret gravitationsmæssigt med dværgsystemerne og trukket den stjerneskabende gas væk.

Data, imidlertid, viste forskerne, at de observerede dværggalakser stadig akkumulerede gas, som skulle genstarte stjernedannelsen i rødt, død galakse, men var det ikke. Dette førte holdet til den supermassive opdagelse af sorte hul.

Dr. Penny sagde:"Vores resultater er vigtige for astronomi, fordi de potentielt påvirker, hvordan vi forstår galakseudviklingen. Supermassive sorte huller mentes ikke at påvirke dværgsystemer, men vi har vist, at det ikke er tilfældet. Dette kan meget vel have en stor indflydelse på fremtidig forskning, da simuleringer af galaksedannelse normalt ikke inkluderer opvarmningseffekten af ​​supermassive sorte huller i lavmassegalakser, inklusive de dværgsystemer, vi har undersøgt i dette arbejde."

Holdet af internationale videnskabsmænd brugte data fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS), som har et teleskop baseret i New Mexico, at gøre deres observationer. Ved at bruge SDSS's kortlægning af nærliggende galakser ved Apache Point Observatory (MaNGA) undersøgelse, de var i stand til at kortlægge de processer, der virker på dværggalakserne gennem stjernesystemets opvarmede gas, som kunne opdages. Den opvarmede gas afslørede tilstedeværelsen af ​​et centralt supermassivt sort hul, eller aktiv galaktisk kerne (AGN), og gennem MaNGA var teamet i stand til at observere den effekt, AGN havde på deres værtsdværggalakser.