Et team af europæiske forskere har brugt virtuelle observatorier til at sammenligne observationer af fjerne "starburst" -galakser foretaget ved radio- og røntgenbølgelængder. Dette er den første undersøgelse, der kombinerer radio- og røntgenbilleder med den højeste opløsning og følsomhed, der trænger igennem støvet, der skjuler centrum for nogle af disse fjerne galakser.
Holdet fokuserede på galakser så langt væk, at deres stråling tog mere end seks milliarder år at nå os. Galakserne ses som de var, da de var under halvdelen af alderen, som universet er i dag.
Dr. Anita Richards (Jodrell Bank Observatory, University of Manchester) taler tirsdag den 5. april på RAS National Astronomy Meeting i Birmingham og forklarer, hvordan teamet brugte Storbritanniens MERLIN-serie med radioteleskoper og Very Large Array til at undersøge, hvordan galakser i det tidlige univers adskiller sig fra dem i nærheden.
"De mere fjerntliggende starburst-galakser, såkaldte på grund af deres høje stjernedannelsesfrekvens, producerer typisk 1.000 eller flere solmasser af stjerner pr. År - mindst 50 gange mere end de mest aktive stjernedannende galakser i det nærliggende univers," sagde Dr. Richards.
”Hvert fjernt starburstregion er titusinder af lysår på tværs, svarende til omkring det indre kvarter af Mælkevejen - også langt større end nogen sådanne regioner, der findes i vores del af universet.”
Radiosøgningen fandt sted i et område kendt som Hubble-rumteleskopet Deep Field North - et plaster af himmel mindre end fuldmånen, der indeholder titusinder af galakser.
Bortset fra Hubble er radioteleskoparrays de eneste instrumenter, der kan se detaljerede strukturer inden for disse galakser. Desuden er det kun radio- eller røntgenemissioner, der kan trænge ind i det tætte støv i de inderste områder af nogle af disse galakser.
De to hovedkilder til radiobølger og røntgenstråler er stjernedannelse og emissioner fra Active Galactic Nuclei (AGN), der genereres, når materiale suges ind i et massivt sort hul og skubbes ud i jetfly. Holdet fandt omkring dobbelt så mange starbursts som AGN, hvor disse kunne skelnes i radiobilleder.
Det britiske AstroGrid og den europæiske AVO? dele af det internationale virtuelle observatorium - blev brugt til at finde modstykker til radiokilderne fra en række andre data, som arkiver og observatorier har overalt i verden. På denne måde blev det opdaget, at 50 fjerne røntgenkilder med målte rødskift også var blevet påvist af Chandra-rumobservatoriet.
Virtuelle observationsværktøjer gjorde det nemt at beregne kildens indre lysstyrke, korrigeret for afstand og rødskift. Imidlertid fandt holdet, at der ikke var noget åbenlyst forhold mellem radio og røntgenlysstyrke. Dette var en overraskelse, da der er sådan en forbindelse i de fleste lokale starburst-galakser.
Nogle af de svageste radiokilder viste sig at udsende de fleste røntgenstråler og vice versa - hvilket antyder, at to separate mekanismer inden for hver galakse genererede kraftige emissioner i modsatte ytterpunkter af spektret.
Medlemmer af det europæiske virtuelle observationshold havde tidligere brugt Chandra røntgendata og Hubble-billeder til at finde 47 AGN i Hubble Deep Field North. Disse så ud til at blive set sidelæns på, så den støvede torus, der omgiver det sorte hul, blokerede for alle undtagen de mest energiske røntgenstråler fra vores retning.
”Forbløffende var det kun 4 af disse, der lignede AGN i radioobservationer,” sagde Richards. "10 havde radioemissioner, der er karakteristiske for starbursts, 4 kunne ikke klassificeres, og resten gik ikke opdaget af radioteleskoper."
De 10 super-starburst / AGN-hybrider havde en tendens til at være på en højere rødskift? hvilket indikerer at de er langt længere væk fra Jorden end resten af radiogalakserne. Over halvdelen af dem var blandt de gådefulde "SCUBA-kilder". Disse genstande er meget lyse ved bølgelængder lige under en millimeter, sandsynligvis som et resultat af, at støv opvarmes kraftigt af voldelig stjernedannelse, men næsten usynlig for de fleste andre instrumenter.
”Vi konkluderede, at ikke kun disse unge galakser gennemgik meget mere voldelig og udvidet stjernedannelse end vi ser i dag, men de fødte samtidig aktive, supermassive sorte huller, der var ansvarlige for røntgenemissionen,” sagde Richards.
”En anelse om oprindelsen af dette fænomen er, at Hubble-rumteleskopet ofte afslører to eller flere forvrængede galakser, der er forbundet med disse kilder, hvilket antyder, at galakseinteraktioner var almindelige, da universet var ung. De efterfølgende kollisioner af gas- og støvskyer udløser stjernedannelse og fodrer også det centrale sorte hul.
”Moderne starburst-galakser er ikke kun langsommere ved stjernedannelse, men har stort set meget mere støjsvage AGN, hvis nogen. Dette er ikke overraskende, da superstjernerne skal løbe tør for brændstof ganske hurtigt (efter kosmologiske standarder), når alt tilgængeligt materiale enten er blevet stjerner eller faldet i det sorte hul. ”
Original kilde: RAS News Release
