Studie: Aktive sorte hull kan fremme stjernedannelse

En studie publisert 15. september i The Astrophysical Journal har funnet at supermassive sorte hull som aktivt tar til seg materie, kan bidra til stjernedannelse i vertsgalaksene sine i stedet for å undertrykke den, noe som utfordrer en utbredt oppfatning om hvordan galakser utvikler seg.

Forskere ledet av Peixin Zhu, en doktorgradsstudent ved Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, undersøkte ni nærliggende galakser ved hjelp av instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på European Southern Observatory sitt Very Large Telescope. I alle de ni galaksene identifiserte teamet stjernedannende ringer i avstander på omtrent 0,8 til 6 kiloparsec fra det galaktiske sentrum, sammen med kjegleformede områder med ionisert gass og raske sjokkbølger som oppstår når energiutstrømninger fra det sorte hullet kolliderer med omkringliggende gassphys+1.

Et vanlig mønster trer frem

Studien brukte en ny tredimensjonal diagnostisk teknikk for å skille mellom tre distinkte fenomener: stjernedannelse, stråling fra det aktive sorte hullet og eksitasjon ved sjokk. Ett konsekvent funn skilte seg ut i hele utvalget.

«Det mest interessante fenomenet med sjokk er at de alltid går vinkelrett på hvor det sorte hullets utstrømninger går», sa Zhu. «Det er veldig vanlig, og vi ser det konsekvent dukke opp i alle de ni galaksene.»phys

Teamets tolkning ble uavhengig støttet av observasjoner fra NASA sitt Chandra X-ray Telescope.starlust+1

«Vi ser at sorte hull ikke bare konsumerer materiale i sentrum av galakser, men at de aktivt omformer omgivelsene sine», sa Lisa Kewley, astrofysiker og direktør ved Center for Astrophysics, som veiledet Zhu i forskningen. «Dette arbeidet hjelper oss å forstå en kompleks tilbakekoblingssyklus som spiller en viktig rolle i galaktisk utvikling.»cfa.harvard

Revurdering av AGN-tilbakekobling

Den rådende teorien om AGN-tilbakekobling hevder at energi frigjort av supermassive sorte hull varmer opp eller driver ut gass fra den omkringliggende galaksen, noe som stopper stjernedannelsen. En annen studie publisert i mars fant at kvasarer kan undertrykke stjernedannelse i nabogalakser millioner av lysår unna. Men de nye funnene tyder på at forholdet er mer nyansert, der det sorte hullets aktivitet samtidig driver utstrømninger og legger til rette for at nye stjerner kan dannes.sciencedaily

«Når vi først fikk oppløst dem, kunne vi se at de ikke bare tar til seg ting, men at de også kaster ut ting», sa Zhu. «Injeksjon og akkresjon er knyttet til hverandre.»phys

Resultatene, som bygger på teoretiske modeller utviklet av Zhu sammen med Kewley og Ralph Sutherland fra Australian National University, viser at aktivt voksende sorte hull deltar i en kompleks syklus av akkresjon, utstrømning og interaksjon med vertsgalaksene sine – en syklus som standardmetoder alene kanskje ikke fanger opp fullt ut.arxiv+1