science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Actieve galactische kernen en stervorming

Het sterrenstelsel UGC 5101 bevat een actieve kern (AGN), een compacte kern die veel straling afgeeft en mogelijk stervorming stimuleert. In dit Hubble-beeld, de getijdenstaart aan de linkerkant suggereert dat het sterrenstelsel eigenlijk een samensmeltend paar sterrenstelsels is. Astronomen die bestuderen hoe AGN de ​​ontwikkeling van hun gastheerstelsel beïnvloedt, hebben geconcludeerd dat beide samen groeien. Krediet:NASA, ESA, het Hubble Heritage-team; STScI/AURA)-ESA/Hubble-samenwerking en A. Evans University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University

De meeste sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat (SMBH) in hun kern. (Een superzwaar zwart gat is er een met een massa van meer dan een miljoen zonsmassa's.) Een belangrijk onopgelost probleem in de vorming en evolutie van sterrenstelsels is de rol die deze SMBH's spelen bij het vormgeven van hun sterrenstelsels. De meeste astronomen zijn het erover eens dat er een sterk verband moet zijn vanwege de waargenomen correlaties tussen de massa van een SMBH en de helderheid van zijn melkwegstelsel, stellaire massa, en de stellaire bewegingen in de melkweg. Deze correlaties gelden zowel in lokale sterrenstelsels als in eerdere kosmische tijdperken. Maar ondanks de vooruitgang bij het bestuderen van SMBH's, hoe ze hun gastheren beïnvloeden, wordt nog steeds niet begrepen. In sommige voorgestelde scenario's onderdrukt de SMBH stervorming in de melkweg door materiaal te verdrijven. In andere, zoals het fusiescenario, het effect is het tegenovergestelde:de SMBH stimuleert de stervorming door het interstellaire medium te stimuleren. Er zijn computersimulaties uitgevoerd om te proberen deze verschillen op te lossen, en ze hebben de neiging om aan te tonen dat koud gas dat vanuit het intergalactische medium binnenstroomt, zowel SMBH als de groei van sterrenstelsels kan voeden.

Stervorming is een van de belangrijkste kenmerken van de groei van sterrenstelsels. Waarnemingen van sterrenstelsels hebben geprobeerd de stervorming te meten door de vormingssnelheid te correleren met de intrinsieke helderheid (stervorming verwarmt het stof waarvan de infraroodemissie de helderheid kan domineren). Echter, de emissie uit de regio rond een superzwaar zwart gat dat actief aan het groeien is, een actieve galactische kern (AGN), kan gemakkelijk worden verward met de emissie van stervorming. Röntgenstralen of de emissie van sterk geëxciteerde ionen kunnen worden gebruikt om de AGN-bijdragen onafhankelijk te bepalen, maar deze maatregelen kunnen worden bemoeilijkt door tussenkomst van stofdoving of andere effecten. Verder zijn er aanwijzingen dat in kleine of minder lichtgevende sterrenstelsels, of in die in eerdere kosmische tijdperken, andere factoren, zoals de overvloed aan elementen, hadden een sterke invloed op de ontwikkeling van de melkweg.

CfA-astronomen Belinda Wilkes en Joanna Kuraszkiewicz en vijf collega's onderzochten 323 sterrenstelsels waarvan bekend is dat ze AGN herbergen vanwege hun sterke röntgenstraling (zoals gemeten door de XMM-Newton-telescoop) en ook om actieve stervorming aan de gang te hebben, zoals bepaald door hun verre infraroodemissie ( zoals gemeten met de Herschel Space Telescope). De sterrenstelsels bevinden zich allemaal op een zodanige afstand dat hun licht tussen de twee en elf miljard jaar heeft gereisd. Uit hun statistische analyse van het monster blijkt dat de AGN gemiddeld ongeveer 20% bijdraagt ​​aan de infraroodhelderheid, hoewel deze soms meer dan 90% kan zijn. Ze komen tot de belangrijke conclusie dat er geen bewijs is, tenminste in deze set van objecten, voor een sterke correlatie tussen de twee, of dat AGN's stervorming doven. In feite, het lijkt erop dat beide samen groeien.