Tutkimus: Aktiiviset mustat aukot voivat edistää tähtien syntyä

Syyskuun 15. päivänä The Astrophysical Journal -lehdessä julkaistu tutkimus on osoittanut, että aktiivisesti ruokittavat supermassiiviset mustat aukot saattavat edistää tähtien syntyä isäntägalakseissaan sen sijaan, että ne estäisivät sitä. Tämä haastaa laajalti hyväksytyn käsityksen galaksien kehityksestä.

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian -tutkimuskeskuksen jatko-opiskelija Peixin Zhun johtama tutkijaryhmä tarkasteli yhdeksää läheistä galaksia Euroopan eteläisen observatorion (ESO) Very Large Telescope -kaukoputken Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) -laitteella. Kaikista yhdeksästä galaksista tiimi tunnisti tähtienmuodostusrenkaita noin 0,8–6 kiloparsekin etäisyydellä galaksin keskustasta, sekä kartionmuotoisia ionisoituneen kaasun alueita ja nopeita shokkiaaltoja, jotka syntyvät mustan aukon energianpurkausten törmätessä ympäröivään kaasuunphys+1.

Yleinen kaava paljastuu

Tutkimuksessa käytettiin uutta kolmiulotteista diagnostiikkamenetelmää kolmen eri ilmiön erottamiseen: tähtien muodostumisen, aktiivisen mustan aukon säteilyn ja shokkien aiheuttaman virityksen. Yksi johdonmukainen havainto erottui koko aineistosta.

"Mielenkiintoisin shokkeihin liittyvä ilmiö on se, että ne kulkevat aina kohtisuorassa mustan aukon purkausten suuntaan nähden", Zhu sanoi. "Se on hyvin yleistä, ja näemme sen toistuvan johdonmukaisesti kaikissa yhdeksässä galaksissa."phys

Tiimin tulkintaa tukivat riippumattomasti NASAn Chandra-röntgenteleskoopin havainnot.starlust+1

"Näemme, että mustat aukot eivät vain kuluta materiaa galaksien keskustoissa, vaan ne muokkaavat aktiivisesti ympäristöään", sanoi astrofyysikko ja Center for Astrophysicsin johtaja Lisa Kewley, joka toimi Zhun tutkimuksen ohjaajana. "Tämä työ auttaa meitä ymmärtämään monimutkaista takaisinkytkentäsykliä, jolla on tärkeä rooli galaksien kehityksessä."cfa.harvard

AGN-takaisinkytkennän uudelleenarviointi

Vallitsevan AGN-takaisinkytkentäteorian mukaan supermassiivisten mustien aukkojen vapauttama energia kuumentaa tai karkottaa kaasua ympäröivästä galaksista, mikä pysäyttää tähtien muodostumisen. Maaliskuussa julkaistu erillinen tutkimus totesi, että kvasaarit voivat estää tähtien syntyä miljoonien valovuosien päässä sijaitsevissa naapurigalakseissa. Uudet havainnot kuitenkin viittaavat siihen, että suhde on vivahteikkaampi: mustan aukon aktiivisuus ajaa samanaikaisesti ulosvirtauksia ja luo olosuhteita uusien tähtien syntymiselle.sciencedaily

"Kun saimme ne eroteltua, näimme, että ne eivät ainoastaan kerää materiaa, vaan ne myös heittävät sitä ulos", Zhu sanoi. "Injektio ja kertyminen liittyvät toisiinsa."phys

Tulokset, jotka perustuvat Zhun, Kewleyn ja Australian kansallisen yliopiston Ralph Sutherlandin kehittämiin teoreettisiin malleihin, osoittavat, että aktiivisesti kasvavat mustat aukot osallistuvat monimutkaiseen kertymisen, ulosvirtauksen ja isäntägalaksien kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen sykliin – sellaiseen, jota vakiomenetelmät eivät välttämättä täysin tavoita.arxiv+1