Transgalaktiske streamere, der fodrer den mest lysende galakse i universet

Den mest lysende galakse, der nogensinde er opdaget, kannibaliserer ikke én, ikke to, men mindst tre af dens mindre naboer, ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i dag (15. november) i tidsskriftet Videnskab og medforfatter af forskere fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Det materiale, som galaksen stjæler fra sine naboer, bidrager sandsynligvis til dens uber-lysstyrke, viser undersøgelsen.

Opdaget af NASAs rumbaserede Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) i 2015, galaksen, kaldet WISE J224607.55-052634.9, er på ingen måde den største eller mest massive galakse, vi kender til, men den udstråler 350 billioner gange Solens lysstyrke. Hvis alle galakser var placeret lige langt fra os, WISE J224607.55-052634.9 (eller W2246-0526 for kort) ville være den lyseste.

Nye observationer ved hjælp af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile afslører tydelige spor af støv, der trækkes fra tre mindre galakser ind i W2246-0526. Stierne indeholder omtrent lige så meget materiale som de mindre galakser selv, og det er uklart, om disse galakser vil undslippe deres nuværende skæbne eller helt vil blive fortæret af deres lysende nabo.

Det meste af W2246-0526's rekordstore lysstyrke kommer ikke kun fra stjerner, men også en samling af varm gas og støv koncentreret omkring galaksens centrum. I hjertet af denne sky er et supermassivt sort hul, for nylig bestemt til at være 4 milliarder gange mere massiv end Solen. I den intense tyngdekraft, stof falder mod det sorte hul med høj hastighed, styrter sammen og varmes op til millioner af grader, får materialet til at skinne med en utrolig glans. Galakser, der indeholder disse typer lysende, sorthul-drevne strukturer er kendt som kvasarer.

Som enhver motor på jorden, W2246-0526's enorme energiproduktion kræver et lige så højt brændstofforbrug. I dette tilfælde, det betyder, at gas og støv danner stjerner og genopbygger skyen omkring det centrale sorte hul. Den nye undersøgelse viser, at mængden af ​​materiale, der tilføres af WJ2246-0526 fra sine naboer, er nok til at genopbygge det, der forbruges, og derved opretholde galaksens enorme lysstyrke.

"Det er muligt, at dette fodringsvanvid allerede har været i gang i nogen tid, og vi forventer, at den galaktiske fest vil fortsætte i mindst et par hundrede millioner år, " sagde Tanio Diaz-Santos fra Universidad Diego Portales i Santiago, Chile, hovedforfatter til undersøgelsen.

I den nye undersøgelse, forskerne brugte billeder fra ALMA - en samling af individuelle radioantenner, der fungerer sammen som et enkelt teleskop - til at identificere støvede spor af materiale. Placeringen af ​​tilvækstsporene tyder kraftigt på, at de indeholder materiale, der flyder mellem W2246-0526 og de andre galakser. Ud over, stierne udviser den rigtige morfologi - det vil sige formen på stierne stemmer overens med, hvordan materialet skal flyde, hvis det trækkes fra en galakse til en anden.

Denne form for galaktisk kannibalisme er ikke ualmindeligt. Astronomer har tidligere observeret galakser, der smelter sammen med eller samler stof fra deres naboer i det nærliggende univers. For eksempel, galakseparret, der tilsammen er kendt som "musene", hedder sådan, fordi hver har en lang, tynd hale af tilstødende materiale, der strækker sig væk fra den.

W2246-0526 er den fjerneste galakse, der nogensinde er fundet til at samle materiale fra flere kilder. Lyset fra W2246-0526 tog 12,4 milliarder år at nå os, så astronomer ser objektet, som det var, da vores univers kun var en tiendedel af dets nuværende alder på 13,8 milliarder år. På den afstand, strømmene af materiale, der falder ind i W2246-0526, er særligt svage og svære at opdage. Undersøgelsen bygger på 2,5 timers observationstid ved brug af 40 af ALMAs 12-meter radioskåle.

"Vi vidste fra tidligere data, at der var tre ledsagende galakser, men der var ingen tegn på interaktioner mellem disse naboer og den centrale kilde, " sagde Diaz-Santos. "Vi ledte ikke efter kannibalistisk adfærd og forventede det ikke, men dette dybe dyk med ALMA -observatoriet gør det meget klart. "

W2246-0526 falder ind under en særlig kategori af særligt lysende kvasarer kendt som varme, støvtilslørede galakser, eller Hot Dogs. Astronomer tror, ​​at de fleste kvasarer får noget af deres brændstof fra eksterne kilder. En mulighed er, at disse objekter modtager et langsomt rislen af ​​materiale fra rummet mellem galakser. En anden er, at de fodrer i burst ved at spise andre galakser op, hvilket ser ud til at forekomme med W2246-0526. Det er uklart, om W2246-0526 er repræsentativ for andre skjulte kvasarer (dem med deres centrale motorer skjult af tykke støvskyer), eller om det er et særligt tilfælde.

"Denne galakse kan være en af ​​slagsen, fordi den er næsten dobbelt så lysende som enhver anden galakse, vi har fundet med WISE, og den blev dannet meget tidligt i universets historie, sagde Peter Eisenhardt, JPL -projektforsker for WISE og en medforfatter på det nye papir. "Men vi har opdaget mange andre galakser med WISE, der ligner denne:fjerntliggende, støvet og tusindvis af gange mere lysende end typiske galakser er i dag. Så med W2246-0526, vi kan se, hvad der foregår i et nøglestadium i udviklingen af ​​galakser og skjulte kvasarer."

Ultimativt, galaksens frådseri kan kun føre til selvdestruktion. Forskere antager, at slørede kvasarer, der samler for meget materiale omkring dem, ender med at kaste gas og støv op igen ud gennem galaksen. Dette materialeangreb standser dannelsen af ​​nye stjerner, i det væsentlige skubber galaksen på pension, mens andre galakser fortsætter med at forny sig med fødslen af ​​nye stjerner.

En ledsagende undersøgelse om W2246-0526, offentliggjort den 14. november i Astrofysisk Journal , leverede massemålingen for det supermassive sorte hul i galaksens centrum - 4 milliarder gange Solens masse. Denne masse er stor, men den ekstreme lysstyrke ved W2246-0526 menes at kræve et supermassivt sort hul med en masse mindst tre gange større, ifølge papirforfatterne. At løse denne tilsyneladende modsigelse vil kræve flere observationer.