A galaxisok közepén elhelyezkedő nagy fekete lyukak éhes vadállatok lehetnek. De mi kényszeríti azt a gázt és port az elmúlt néhány fényévbe ezen szupermasszív fekete lyukak alakjában?
Elmélet szerint a galaxisok egyesülése zavarja a gázt és a port a galaxisban, és az ügyet a fekete lyuk közvetlen szomszédságába kényszeríti. Vagyis az aktív galaktikus atomokat (AGN) tároló 140 galaxis közelmúltbeli tanulmánya - amely a galaxisok középpontjában az aktív fekete lyukak egy másik neve is volt - határozott bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy az ezeket az AGN-t tartalmazó galaxisok sokasága nem mutat korábbi egyesülések jeleit.
A vizsgálatot csillagászok nemzetközi csapata végezte. Mauricio Cisternas, a Max Planck Csillagászati Intézet és csapata 140 galaxis adatait használta fel, amelyeket az XMM-Newton röntgen megfigyelő intézet felvett. A mintáikban szereplő galaxisok vöröseltolódása z = 0,3 - 1 között volt, ami azt jelenti, hogy körülbelül 4 és 8 milliárd fényév távolságra vannak (és így a tőlük látható fény körülbelül 4-8 milliárd éves).
De nem csak a kérdéses galaxisok képeit nézték; előfordulhat, hogy eltolódik azon galaxisok besorolása, amelyekben az aktív magok jobban torzulnak az egyesülésektől. Inkább egy galaxisok "kontrollcsoportját" hoztak létre, inaktív galaxisok képeit használva, ugyanabból a vöröseltolódásból, mint az AGN gazdagépei. Készítették a képeket a Cosmic Evolution Survey (COSMOS) felméréséből, amely az ég egy nagy hullámhosszúságú térségének felmérése. Mivel ezek a galaxisok ugyanabból a vöröseltolódásból származtak, mint amelyek tanulmányozni akarták, ugyanazt a szakaszot mutatják a galaktikus evolúcióban. Összességében 1264 galaxisuk volt az összehasonlító mintában.
A tanulmány megtervezésének módja egy olyan tudományos tételt tartalmazott, amelyet általában nem használnak a csillagászat területén: a vak tanulmányt. Cisternas és csapata 9 összehasonlító galaxissal - amelyek nem tartalmaztak AGN-t - azonos vöröseltolódással rendelkeztek mindegyik 140 galaxisukra vonatkozóan, amelyek jeleit mutatták, hogy aktív atommag van.
A következő lépésként eltávolították a képen a fényes aktív mag minden jelet. Ez azt jelenti, hogy a 140 galaxisból álló mintában lévő galaxisok lényegében az AGN-sel lennének megjelenik akár egy kiképzett szemnek is galaxisként, az AGN visszajelző jele nélkül. Ezután beküldték a kontroll galaxiseket és a megváltozott AGN képeket tíz különböző csillagásznak, és arra kérték őket, hogy mindegyiket osztályozzák „torzítva”, „mérsékelten torzítva” vagy „nem torzítva”.
Mivel a minták mérete eléggé kezelhető volt, és a torzulások sok galaxisban túl finomak lennének ahhoz, hogy a számítógépet felismerjék, a mintát kereső emberi agy volt a kiválasztott képanalízis-eszköz. Ez ismerősnek tűnhet - valami hasonló történik óriási sikerrel azokkal az emberekkel, akik amatőr galaxisok osztályozói a Galaxy Állatkertben.
Amikor egy galaxis összeolvad egy másik galaxissal, az egyesülés az azonosítható módon torzítja az alakját - normálisan sima ellipszis alakú galaxist elvonja az alakjától, és ha a galaxis spirál, akkor a karok kissé „lekerekültek”. Ha ez lenne az a helyzet, hogy a galaktikus összeolvadások a legvalószínűbb oka az AGN-nek, akkor azok a galaxisok, amelyek aktív atommaggal rendelkeznek, valószínűbb, hogy torzulást mutatnak e múltbeli egyesülés eredményeként.
A csapat átvizsgálta a vizsgálat vakpróbálkozási folyamatát, hogy kiküszöbölje az esetleges elfogultságot, amelyet a képeket nézõknek az AGN torzulásnak való besorolására kell irányítaniuk. Mindkettőnek ésszerűen nagy galaxismintája volt, és a képek elemzésekor eltávolította az esetleges torzításokat, és remélte, hogy véglegesen megmutatja, létezik-e kapcsolat az AGN és az összefonódások között.
Az eredmény? Azok a galaxisok, amelyek aktív galaktikus atommaggal rendelkeznek, összességében nem mutattak nagyobb torzulást, mint az összehasonlító mintában szereplő galaxisok. Ahogy a szerzők állítják a cikkben: „Az AGN-gazdaszervezetekkel folytatott egyesülések és interakciók nem dominánsak, és nem gyakrabban fordulnak elő, mint inaktív galaxisok esetében”.
Ez azt jelenti, hogy a csillagászok nem hivatkozhatnak a galaktikus összeolvadásokra, mint az AGN fő okaira. A tanulmány kimutatta, hogy az AGN létrehozásának legalább 75% -ának - legalább az elmúlt 4-8 milliárd év között - nem galaktikus összeolvadásoktól kell származnia. Ezekre a forrásokra valószínű jelöltek a következők: „galaktikus zaklatás”: azok a galaxisok, amelyek nem ütköznek össze, de elég közel állnak ahhoz, hogy gravitációs hatással legyenek egymásra; a központi sáv instabilitása egy galaxisban; vagy óriási molekuláris felhők ütközése a galaxisban.
Annak megismerése, hogy az AGN-t nagyrészt nem galaktikus összeolvadások okozzák, segít a csillagászoknak jobban megérteni a galaxisok kialakulását és fejlődését. Az azokat gazdagító galaxisokban lévő aktív magok nagyban befolyásolják a galaktikus képződést. Ezt a folyamatot „AGN visszacsatolásnak” nevezzük, és azok a mechanizmusok és hatások, amelyek az AGN-ből kiáramló energia és a galaxis közepén lévő környező anyag kölcsönhatásából származnak, továbbra is forró téma a csillagászatban.
A távolabbi, mint 8 milliárd év múltbeli fúziók még korrelálhatnak az AGN-rel - ez a tanulmány csak kizárja ezen galaxisok egy bizonyos populációját - és ezt a kérdést a csoport a következő kérdésben tervezi megválaszolni, amíg a Hubble Űrteleszkóp és a Hubble Űrtávcső felméréseit nem várja. a James Webb Űrtávcső. Tanulmányukat az Astrophysical Journal január 10-i számában teszik közzé, és nyomtatott változatuk elérhető az Arxiv-on.
Forrás: HST sajtóközlemény, Max Planck Csillagászati Intézet, Arxiv papír
