Hvad driver de mest lysende galakser?

Galakse-galakse-interaktioner har længe været kendt for at påvirke galakseudviklingen. Det er almindelige begivenheder, og et stort flertal af galakser viser tegn på interaktioner, herunder tidevandshaler eller andre morfologiske forvrængninger. De mest dramatiske kollisioner får galakserne til at lyse op, især i det infrarøde, og de er nogle af de mest lysende genstande på himlen. Deres lysstyrke gør det muligt at studere dem på kosmologiske afstande, hjælper astronomer med at rekonstruere aktivitet i det tidlige univers.

Især to processer er ansvarlige for den forstærkede stråling:udbrud af stjernedannelse eller opvarmning af det supermassive sorte hul i en galakses kerne (en aktiv galaktisk kerner - AGN). Selvom disse to processer i princippet er ret forskellige og bør let kunne skelnes (AGN, for eksempel, producere meget varmere ultraviolet og røntgenstråling), i praksis kan kendetegnene være svage og/eller tilsløret af støv i galakserne. Astronomer bruger derfor ofte formen af ​​galaksens hele emissionsprofil fra det ultraviolette til det fjerne infrarøde (dens spektrale energifordeling - SED), at diagnosticere, hvad der foregår. Støvet, der absorberer meget af strålingen, genudstråler det også ved de længere infrarøde bølgelængder, og computerkoder kan modellere og optrevle de mange fysiske effekter.

Hvis udbrud af stjernedannelse var ansvarlige for at drive lysende galakser i det tidlige univers, så er mange af nutidens stjerner muligvis blevet dannet ved sådanne begivenheder, men hvis AGN dominerede, så burde der have været flere udstrømmende jetfly og færre nye stjerner. CfA astronomer Jeremy Dietrich, Aaron S. Weiner, Matt Ashby, Rafael Martínez-Galarza, Andrés Ramos-Padilla, Howard Smith, Steve Willner, Andreas Zezas, og to kolleger analyserede 24 relativt nærliggende, lysende fusionerende galakser for at se, hvor ofte og i hvilket omfang AGN-aktivitet drev energien. De udtog den mest omhyggelige SED-information i treogtredive spektralbånd fra syv NASA-missioner for disse galakser, korrigere for baggrunde, forvirring, og andre uvedkommende signaler. De brugte derefter en ny beregningskode til at passe til formen af ​​SED og for at udlede den mest sandsynlige værdi af AGN-bidraget, samt at måle stjernedannelseshastigheden, støvegenskaberne, og adskillige andre fysiske parametre. Forskerne testede kodens pålidelighed ved at bruge den på simuleringer af galaksefusioner og fandt fremragende overensstemmelse.

Astronomerne finder, at AGN-bidraget i deres prøve af galakser når så højt som halvfems procent af den samlede lysstyrke; i andre tilfælde falder den til under tyve procent og er muligvis ubetydelig. Holdet gør en indsats for at relatere størrelsen af ​​AGN-bidraget til fusionsfasen af ​​systemet (fra begyndelse til sammensmeltningsfaser), men deres beskedne stikprøvestørrelse begrænsede konklusionernes almene karakter. De udvider deres analyse til flere hundrede andre fusioner for at styrke konklusionerne.