Aktive galaktiske kerner og stjernedannelse

De fleste galakser er vært for et supermassivt sort hul (SMBH) ved deres kerne. (Et supermassivt sort hul er et, hvis masse overstiger en million solmasser.) Et centralt uløst problem i galaksedannelse og -evolution er den rolle, disse SMBH'er spiller i at forme deres galakser. De fleste astronomer er enige om, at der må være en stærk forbindelse på grund af de observerede korrelationer mellem en SMBHs masse og dens galakses lysstyrke, stjernemasse, og stjernebevægelserne i galaksen. Disse korrelationer gælder både i lokale galakser og dem i tidligere kosmiske epoker. Men på trods af fremskridt med at studere SMBH'er, hvordan de påvirker deres værter er stadig ikke forstået. I nogle foreslåede scenarier undertrykker SMBH stjernedannelse i galaksen ved at udstøde materiale. I andre, ligesom fusionsscenariet, effekten er den modsatte:SMBH øger stjernedannelsen ved at hjælpe med at røre det interstellare medium op. Computersimuleringer er blevet udført for at forsøge at afgøre disse forskelle, og de har en tendens til at vise, at kold gas, der strømmer ind fra det intergalaktiske medium, kan fodre både SMBH og galaksevækst.

Stjernedannelse er en af ​​de vigtigste markører for galaksevækst. Observationer af galakser har forsøgt at måle stjernedannelsen ved at korrelere dannelseshastigheden med den iboende lysstyrke (stjernedannelse opvarmer støvet, hvis infrarøde emission kan dominere lysstyrken). Imidlertid, emissionen fra området omkring et supermassivt sort hul, der aktivt ophobes, en aktiv galaktisk kerne (AGN), kan let forveksles med emissionen fra stjernedannelse. Røntgenstråler eller emission af stærkt exciterede ioner kan bruges til at bestemme AGN-bidragene uafhængigt, men disse foranstaltninger kan kompliceres af mellemliggende støvudryddelse eller andre virkninger. Desuden er der bevis for, at i små eller mindre lysende galakser, eller i tidligere kosmiske epoker, andre faktorer som forekomster af grundstoffer havde stærkt indflydelse på galaksens udvikling.

CfA-astronomerne Belinda Wilkes og Joanna Kuraszkiewicz og fem kolleger undersøgte 323 galakser, der vides at være vært for AGN fra deres stærke røntgenstråling (som målt af XMM-Newton-teleskopet) og også at have aktiv stjernedannelse i gang, som bestemt af deres fjerntliggende infrarøde emission ( som målt med Herschel Space Telescope). Galakserne er alle på en sådan afstand, at deres lys har bevæget sig fra mellem omkring to til elleve milliarder år. Deres statistiske analyse af prøven viser, at AGN i gennemsnit bidrager med omkring 20 % til den infrarøde lysstyrke, selvom den nogle gange kan være større end 90 %. De når frem til den vigtige konklusion, at der ikke er beviser, i det mindste i dette sæt af objekter, for en stærk sammenhæng mellem de to, eller at AGN'er slukker stjernedannelsen. Faktisk, det ser ud til, at begge vokser sammen.