Supermassive sorte huller inde i døende galakser opdaget i det tidlige univers

Et internationalt hold af astronomer brugte en database, der kombinerede observationer fra de bedste teleskoper i verden, inklusive Subaru-teleskopet, til at detektere signalet fra de aktive supermassive sorte huller fra døende galakser i det tidlige univers. Udseendet af disse aktive supermassive sorte huller korrelerer med ændringer i værtsgalaksen, hvilket tyder på, at et sort hul kan have vidtrækkende virkninger på udviklingen af ​​dets værtsgalakse.

Mælkevejsgalaksen omfatter stjerner i forskellige aldre, inklusive stjerner, der stadig dannes. Men i galakser kendt som elliptiske galakser er alle stjernerne gamle og omtrent lige gamle. Dette indikerer, at elliptiske galakser tidligt i deres historie havde en periode med produktiv stjernedannelse, der pludselig sluttede. Hvorfor denne stjernedannelse ophørte i nogle galakser, men ikke andre, er ikke godt forstået. En mulighed er, at et supermassivt sort hul forstyrrer gassen i nogle galakser og skaber et miljø, der er uegnet til stjernedannelse.

For at teste denne teori ser astronomer på fjerne galakser. På grund af lysets begrænsede hastighed tager det tid for lys at rejse hen over rummets tomrum. Det lys, vi ser fra et objekt 10 milliarder lysår væk, skulle rejse i 10 milliarder år for at nå Jorden. Det lys, vi ser i dag, viser således, hvordan galaksen så ud, da lyset forlod den galakse for 10 milliarder år siden. Så at se på fjerne galakser er som at se tilbage i tiden. Men den mellemliggende afstand betyder også, at fjerne galakser ser svagere ud, hvilket gør studiet vanskeligt.

For at overvinde disse vanskeligheder brugte et internationalt hold ledet af Kei Ito ved SOKENDAI i Japan Cosmic Evolution Survey (COSMOS) til at prøve galakser 9,5-12,5 milliarder lysår væk. COSMOS kombinerer data taget af verdens førende teleskoper, herunder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Subaru Telescope. COSMOS inkluderer radiobølge-, infrarødt lys, synligt lys og røntgendata.

Holdet brugte først optiske og infrarøde data til at identificere to grupper af galakser:dem med igangværende stjernedannelse og dem, hvor stjernedannelsen er stoppet. Røntgen- og radiobølgedatasignal-til-støj-forholdet var for svagt til at identificere individuelle galakser. Så holdet kombinerede dataene for forskellige galakser for at producere højere signal til støjforhold billeder af "gennemsnitlige" galakser. I de gennemsnitlige billeder bekræftede holdet både røntgen- og radioemissioner for galakserne uden stjernedannelse.

Det er første gang, at sådanne emissioner er blevet opdaget for fjerne galakser mere end 10 milliarder lysår væk. Desuden viser resultaterne, at røntgen- og radioemissionerne er for stærke til at kunne forklares af stjernerne i galaksen alene, hvilket indikerer tilstedeværelsen af ​​et aktivt supermassivt sort hul. Dette sorte huls aktivitetssignal er svagere for galakser, hvor stjernedannelse er i gang.

Disse resultater, offentliggjort i The Astrophysical Journal , viser, at en brat afslutning på stjernedannelse i det tidlige univers korrelerer med øget supermassiv sort hul-aktivitet. Mere forskning er nødvendig for at bestemme detaljerne i forholdet. + Udforsk yderligere

NGC 541 giver brændstof til en uregelmæssig galakse i nyt Hubble-billede