science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Sterrenstelsels met actieve kernen vinden

Het Hubble-beeld van een sterrenstelsel dat door Spitzer's IRAC-infraroodcamera is gespot, is variabel, waarschijnlijk omdat het een actieve galactische kern herbergt. IRAC-infraroodonderzoeken van meer dan een decennium hebben ongeveer 800 voorheen onbekende AGN's gesignaleerd. Krediet:NASA/Hubble; Polimera et al. 2018

De kernen van de meeste sterrenstelsels herbergen superzware zwarte gaten met miljoenen of zelfs miljarden zonnemassa's aan materiaal. Materiaal in de buurt van dergelijke zwarte gaten kan ophopen op een torus van stof en gas rond het zwarte gat, en als dat gebeurt, stralen de kernen krachtig uit over het volledige spectrum. Deze actieve galactische kernen (AGN) behoren tot de meest dramatische en interessante fenomenen in de extragalactische astronomie, en ook puzzelen. Wat de aanwas precies in- of uitschakelt, wordt niet begrepen, evenmin hoe de bijbehorende processen de emissie produceren, stralen van deeltjes genereren, of de stervorming in de melkweg beïnvloeden.

Omdat AGN een belangrijke rol speelt in de evolutie van sterrenstelsels, astronomen bestuderen sterrenstelsels met AGN op kosmologische afstanden. Het is in eerdere tijdperken van het universum, ongeveer tien miljard jaar na de oerknal, wanneer wordt gedacht dat de meest significante AGN-tankbeurt plaatsvindt. Maar AGN op deze afstanden is ook zwak en moeilijker te vinden. historisch, ze zijn opgemerkt door hun zeer rode kleuren als gevolg van zware stofverduistering, karakteristieke emissielijnen (signalering van zeer heet gas), en/of hun variabiliteit.

CfA-astronomen Matt Ashby, Steve Willner en Giovanni Fazio en twee collega's gebruikten diep-infrarood extragalactische onderzoeken die gedurende 14 jaar door het IRAC-instrument op de Spitzer Space Telescope zijn gedaan om naar verre AGN te zoeken. De verschillende onderzoeken in het archief hebben herhaaldelijk verschillende delen van de hemel gescand over maar liefst elf tijdperken in hun pogingen om dieper en verder in de kosmos te kijken, en de meerdere waarnemingen maken het mogelijk om variabele bronnen te spotten. De astronomen vonden in deze onderzoeken bijna duizend infraroodvariabele sterrenstelsels, ongeveer één procent van alle geregistreerde sterrenstelsels. Ze schatten dat ongeveer tachtig procent van deze variabele bronnen AGN zijn, de andere zijn te wijten aan supernova's of onechte gegevens. De variabiliteit was niet waargenomen in onderzoeken bij andere golflengten vanwege de sterke verduistering rond de kernen en/of de zwakte van de röntgenstraling; het infrarood kan door het verduisterende stof heen kijken. Het team onderzocht Hubble-beelden van de bronnen en constateert dat een meerderheid aanwijzingen van verstoring vertoont, misschien van een melkweg-melkweg botsing. Hun resultaten suggereren dat mid-infraroodvariabiliteit een unieke populatie van sterrenstelsels met AGN identificeert.