Al decenia, astronomen hebben geprobeerd vast te stellen waarom twee van de meest voorkomende soorten actieve sterrenstelsels, bekend als Type I en Type II sterrenstelsels, er anders uitzien als ze vanaf de aarde worden waargenomen. Hoewel beide typen melkwegstelsels vraatzuchtige superzware zwarte gaten herbergen die bekend staan ​​als actieve galactische kernen, die actief materie inslikken en enorme hoeveelheden straling uitzenden, Type I-sterrenstelsels lijken helderder voor telescopen van astronomen.

Nieuw onderzoek van een internationaal team van astronomen, met bijdragen van de Universiteit van Maryland, brengt een belangrijke wijziging aan in een populaire theorie, het verenigde model. Volgens dit model is de actieve kernen van Type I en Type II sterrenstelsels hebben dezelfde fundamentele structuur en energetisch profiel, maar ze zien er alleen anders uit omdat de sterrenstelsels onder verschillende hoeken naar de aarde wijzen. specifiek, Type II-sterrenstelsels zijn zodanig gekanteld dat ze worden verduisterd door hun eigen ringen van stof, waardoor Type I sterrenstelsels in vergelijking helderder lijken.

De nieuwe resultaten, gepubliceerd op 28 september 2017, in het journaal Natuur , suggereren dat Type I en Type II sterrenstelsels er niet alleen anders uitzien - ze zijn, in feite, heel verschillend van elkaar, zowel structureel als energetisch. De belangrijkste factor die type I- en type II-sterrenstelsels onderscheidt, is de snelheid waarmee hun centrale zwarte gaten materie verbruiken en energie uitspugen, volgens de onderzoekers.

"Het uniforme model is al jaren de heersende wijsheid. dit idee verklaart niet volledig de verschillen die we waarnemen in de spectrale vingerafdrukken van sterrenstelsels, en velen hebben gezocht naar een extra parameter die de gaten opvult, " zei Richard Mushotzky, een professor in de astronomie aan de UMD en een co-auteur van de studie. "Onze nieuwe analyse van röntgengegevens van NASA's Swift Burst Alert Telescope suggereert dat Type I-sterrenstelsels veel efficiënter zijn in het uitstralen van energie."

Om de studie uit te voeren, Mushotzky en zijn collega's onderzochten opnieuw de gegevens van 836 actieve sterrenstelsels die werden gedetecteerd door NASA's Swift Burst Alert Telescope die sterk hoge energie uitzenden, of "moeilijk, " Röntgenfoto's - dezelfde röntgenfoto's die medische technici gebruiken om het menselijk skelet te visualiseren.

Om de massa en groeisnelheid van de actieve kernen van deze sterrenstelsels - de superzware zwarte gaten in de centra van de sterrenstelsels - te meten, gebruikten de onderzoekers gegevens van 12 verschillende telescopen op de grond verspreid over de hele wereld om de gegevens van de Swift-satelliet aan te vullen.

"Dit project begon in 2009 als onderdeel van mijn promotiewerk aan de UMD, en is radicaal gegroeid met de hulp van meer dan 40 onderzoekers over de hele wereld, " zei Michael Koss (M.S. '07, doctoraat '11, astronomie), een onderzoekswetenschapper bij Eureka Scientific, Inc. en een co-auteur van het papier. "Toen ik begon, Ik bracht een maand van eenzame nachten alleen door in het Kitt Peak National Observatory en observeerde enkele tientallen sterrenstelsels. Ik had nooit gedroomd dat we uiteindelijk zouden uitbreiden naar zo'n grote steekproef, waardoor we voor het eerst veel verbazingwekkende wetenschappelijke vragen kunnen beantwoorden."

Door verschillen in de röntgenspectra tussen Type I en Type II sterrenstelsels te vergelijken, de onderzoekers concludeerden dat, ongeacht op welke manier de melkweg naar de aarde kijkt, de centrale zwarte gaten in Type I sterrenstelsels verbruiken materie en zenden veel sneller energie uit in vergelijking met de zwarte gaten in het centrum van Type II sterrenstelsels.

"Onze resultaten suggereren dat dit veel te maken heeft met de hoeveelheid stof die zich dicht bij het centrale zwarte gat bevindt, " zei Mushotzky, die ook een fellow is van het Joint Space-Science Institute. "Type II-sterrenstelsels hebben veel meer stof in de buurt van het zwarte gat, en dit stof duwt tegen het gas als het het zwarte gat binnengaat."

Al decenia, astronomen bestudeerden bij voorkeur Type II sterrenstelsels, grotendeels omdat de actieve kernen van Type I-sterrenstelsels erg helder zijn, waardoor het moeilijk is om de sterren en gaswolken te zien die de rest van de melkweg vormen. Omdat het uniforme model suggereerde dat alle actieve sterrenstelsels in wezen hetzelfde waren, astronomen richtten hun inspanningen op de sterrenstelsels die actieve type II-kernen herbergen omdat ze gemakkelijker te observeren zijn.

"Maar nu, omdat onze resultaten suggereren dat de twee soorten sterrenstelsels inderdaad fundamenteel van elkaar verschillen, het is waarschijnlijk dat veel onderzoekers hun gegevens opnieuw zullen evalueren en opnieuw zullen kijken naar Type I-sterrenstelsels, "Zei Mushotzky. "Door ons op een pad te zetten om de verschillen tussen de sterrenstelsels die Type I en Type II actieve kernen herbergen, beter te begrijpen, dit werk zal ons helpen beter te begrijpen hoe superzware zwarte gaten de evolutie van hun gastheerstelsels beïnvloeden."