science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Grote uitstroom van sterrenstelsels aansturen met superzware zwarte gaten

Een Chandra X-ray Observatory-opname van het centrum van de Perseus-cluster van sterrenstelsels. Astronomen gebruikten de ALMA-millimeterfaciliteit om AGN-uitdovingsmechanismen en de moleculaire filamentstructuren in twaalf clusters van sterrenstelsels te bestuderen. Krediet:NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al.

Actieve galactische kernen (AGN) zijn superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels die materiaal ophopen op hun hete circumnucleaire schijven, het vrijgeven van de energie in uitbarstingen van straling of als deeltjesstralen die met bijna de lichtsnelheid bewegen. Deze energetische uitbarstingen drijven op hun beurt de uitstroom van geïoniseerde, neutrale, en moleculair gas dat zich over duizenden lichtjaren kan uitstrekken en met snelheden van honderden kilometers per seconde kan bewegen. De gasstromen kunnen direct vanaf de hete accretieschijf worden gelanceerd, hoewel stralingsdruk op het stof dat met het gas is vermengd, door hete thermische winden, of andere mechanismen die hete gasbellen genereren. Door het gas uit de melkweg te drijven, een actieve kern beperkt de beschikbare brandstof voor verdere stervorming en vertraagt ​​de groei van de melkweg. Het mechanisme is ook zelfbeperkend, omdat het uiteindelijk gas dat op het zwarte gat aangroeit onderdrukt. Astronomen die de snelheid van stervorming door de kosmische tijd volgen, geloven dat dit proces, uitdoving genoemd, is verantwoordelijk voor de dramatische afname van de stervorming sinds de piek van de stervormingsactiviteit ongeveer tien miljard jaar geleden.

CfA-astronoom Paul Nulsen en zijn collega's gebruikten nieuwe en archiefgegevens van de ALMA-millimeterfaciliteit om de uitstroom van moleculair gas in twaalf massieve sterrenstelsels in de centra van clusters van sterrenstelsels te bestuderen. Het hete gas dat de sterrenstelsels in deze massieve clusters omringt, zou moeten afkoelen, terugvallen op de sterrenstelsels, en meer nieuwe sterren voortbrengen, het voortzetten van de feedbackcyclus. De hoge ruimtelijke resolutie van de ALMA-beelden, genomen in de emissielijn van koolmonoxidegas, stelde de wetenschapper in staat om de processen in detail te onderzoeken, in het bijzonder de draadvormige structuren die het grootste deel van het gas in deze centrale clusterstelsels kenmerken. Ze ontdekken dat zich blijkbaar gigantische moleculaire filamenten en wolken vormen als de hete bellen van ontsnappend gas beginnen af ​​te koelen. en dat deze uitstroom uiteindelijk tot stilstand zal komen en opnieuw zal circuleren in de melkweg. Ze identificeren ook een trend tussen de massa van het moleculaire gas direct rond de centrale AGN en de kracht van de jet.