Fusioner mellem galakser udløser aktivitet i deres kerne

Aktive galaktiske kerner (AGN'er) spiller en stor rolle i galakseudviklingen. Astronomer fra SRON og RuG har nu brugt en rekordsættende prøve af galakser til at bekræfte, at galaksefusioner har en positiv effekt på antændelse af AGN'er. De var i stand til at kompilere omkring 10 gange flere billeder af fusionerende galakser end tidligere undersøgelser ved at bruge en maskinlæringsalgoritme.

Et af de større spørgsmål inden for astronomi er, hvordan galakser udvikler sig fra skyer af gas og støv til de smukke spiralstrukturer, der observeres i vores galaktiske kvarter. Såkaldte aktive galaktiske kerner (AGN'er) omfatter interessante forskningsobjekter til at besvare en del af spørgsmålet, fordi der ser ud til at være co-evolution mellem AGN'er og galakser. AGN'er rummer supermassive sorte huller, der udsender enorme mængder energi efter at have opsamlet gas fra deres omgivelser. Nogle har store nok magnetiske felter eller gravitationsfelter til at spytte stråler ud fra deres poler, der strækker sig tusinder af lysår.

Co-evolution er en to-vejs gade. På den ene side, udviklingsstadiet af en galakse påvirker AGN-aktivitet. AGN'er ser ud til at trives på et bestemt tidspunkt i en galakse udvikling, fordi vi ser AGN-aktivitet toppe i galakser på en bestemt afstand, og derfor på et bestemt tidspunkt i fortiden. På den anden side, AGN-aktivitet påvirker en galakses stjernedannelse. Dette kunne gå begge veje. En AGN's jet skubber gas væk, mens den forplanter sig gennem galaksen, tvinger gassen til at kollidere med anden gas og dermed skabe klumper - frø til babystjerner. Men AGN'er udsender også energi, opvarme gassen og dermed forhindre den i at køle ned og kondensere til klumper.

Astronomer fra SRON Netherlands Institute for Space Research og University of Groningen (RuG), herunder Lingyu Wang og Fangyou Gao, har nu brugt en prøve med et rekordhøjt antal galakser til at studere en af ​​de faktorer, der menes at have en positiv effekt på antændelse af AGN'er:fusioner mellem galakser. Og sandelig, fandt forskerne en sammenhæng. De talte omkring 1,4 gange flere AGN'er i fusioner end i ikke-fusioner. Og den anden vej rundt, forskerne fandt omkring 1,3 gange flere fusioner i prøver af galakser med en AGN sammenlignet med prøver af galakser uden en AGN.

Forskerholdet brugte en maskinlæringsalgoritme til at genkende fusioner. Det gav en prøve, der er omkring en størrelsesorden større end dem i tidligere undersøgelser, gør korrelationen meget mere pålidelig. "Vi har bygget et netværk for at træne systemet til at genkende fusioner i en masse billeder, " siger førsteforfatter Fangyou Gao. "Dette gør os i stand til at bruge et stort udsnit af to teleskopundersøgelser med titusindvis af galakser. AGN'er er relativt nemme at genkende baseret på deres spektrum. Men fusioner skal klassificeres fra billeder, som typisk er et menneskes arbejde. Med maskinlæring, vi kan nu få computere til at gøre dette for os."