Astronomer siger, at de har opdaget ”kommende tidsalder” af galakser og sorte huller takket være nye data fra NASAs Chandra røntgenobservatorium og andre teleskoper. Den nye opdagelse hjælper med at løse den sande natur af gigantiske klatter af gas observeret omkring meget unge galakser og kaster lys over dannelsen af galakser og sorte huller.
Resultaterne, ledet af Jim Geach fra Durham University i England, vises i 10. juli-udgaven af The Astrophysical Journal.
For cirka et årti siden opdagede astronomer enorme reservoirer af brintgas - som de kaldte "klatter" - mens de foretog undersøgelser af unge fjerne galakser. Klatterne lyser lyst i optisk lys, men kilden til enorm energi, der kræves for at styrke denne glød og arten af disse genstande var uklar.
Baseret på de nye data og teoretiske argumenter viser Geach og hans kolleger, at opvarmning af gas ved at vokse supermassive sorte huller og bursts af stjernedannelse snarere end afkøling af gas, mest sandsynligt driver magterne. Betydningen er, at klatter repræsenterer et stadium, hvor galakser og sorte huller lige er begyndt at slukke for deres hurtige vækst på grund af disse opvarmningsprocesser. Dette er et vigtigt stadie i udviklingen af galakser og sorte huller - kendt som ”feedback” - og et, som astronomer længe har forsøgt at forstå.
”Vi ser tegn på, at galakser og sorte huller inde i disse klatter kommer til at blive ældre og nu skubber tilbage på den infalling gas for at forhindre yderligere vækst,” sagde medforfatter Bret Lehmer, også Durham. ”Massive galakser skal gennem en sådan fase, ellers ville de danne for mange stjerner og således ende latterligt store i dag.”
Chandra og en samling andre teleskoper, inklusive Spitzer, har observeret 29 klatter i et stort felt på himlen kaldet "SSA22." Disse klatter, der er flere hundrede tusinde lysår på tværs, ses, når universet kun er omkring to milliarder år gammelt eller ca. 15 procent af sin nuværende alder.
I fem af disse klatter afslørede Chandra-dataene den fortællende signatur om voksende supermassive sorte huller - en punktlignende kilde med lysende røntgenemission. Disse gigantiske sorte huller antages at opholde sig i centrum for de fleste galakser i dag, inklusive vores egne. Yderligere tre af klatterne i dette felt viser mulige beviser for sådanne sorte huller. Baseret på yderligere observationer, inklusive Spitzer-data, var forskerteamet i stand til at bestemme, at flere af disse galakser også er domineret af bemærkelsesværdige niveauer af stjernedannelse.
Strålingen og kraftige udstrømninger fra disse sorte huller og bursts af stjernedannelse er ifølge beregninger kraftige nok til at tænde brintgas i klatterne de bor. I de tilfælde, hvor underskrifterne af disse sorte huller ikke blev fundet, er klatterne generelt svagere. Forfatterne viser, at sorte huller, der er lyse nok til at drive disse klatter, ville være for svage til at blive opdaget i betragtning af længden af Chandra-observationer.
Udover at forklare klodsens strømkilde, hjælper disse resultater med at forklare deres fremtid. Under opvarmningsscenariet afkøles gassen i klatterne ikke til dannelse af stjerner, men tilføjer den varme gas, der findes mellem galakser. SSA22 kunne selv udvikle sig til en massiv galakse-klynge.
”I begyndelsen ville klatterne have fodret deres galakser, men hvad vi ser nu, ligner mere rester,” sagde Geach. ”Det betyder, at vi bliver nødt til at se endnu længere tilbage i tiden for at fange galakser og sorte huller i form af dannelse fra klatter.”
Kilder / mere information: Chandra-webstederne i Harvard og NASA.
