science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen onthullen ware kleuren van evoluerende galactische beesten

Figuur 1 - Rode quasar:Een korte overgangsfase waarin de jonge quasar is gehuld in gas en stof. Deze fase wordt mogelijk geassocieerd met jonge jets en harde wind, die uiteindelijk het verduisterende stof verdrijven. Krediet:S. Munro

Astronomen hebben een zeldzaam moment in het leven van enkele van de meest energetische objecten in het universum geïdentificeerd. Quasars werden 60 jaar geleden voor het eerst waargenomen, maar hun oorsprong blijft nog steeds een mysterie. Nu onderzoekers van Durham University, VK, hebben gezien wat zij suggereren is een "korte overgangsfase" in de ontwikkeling van deze galactische reuzen die licht zou kunnen werpen op hoe quasars en hun gastheerstelsels evolueren. Het nieuwe onderzoek is gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Quasars worden aangedreven door de energie van superzware zwarte gaten in hun centrum terwijl ze zich voeden met omringende gassen. Ze zijn duizenden keren helderder dan sterrenstelsels zoals onze Melkweg en de meeste zijn blauw van kleur. Echter, een aanzienlijk aantal is rood als ze worden bekeken door enorme wolken van stof en gas die ze aan het zicht onttrekken.

Het conventionele beeld van rode quasars is dat het eigenlijk blauwe quasars zijn die onder een hoek van onze gezichtslijn staan. In plaats daarvan, het Durham-team heeft dit model uitgesloten en heeft aangetoond dat rode quasars waarschijnlijk het resultaat zijn van een korte, maar gewelddadig, fase in de evolutie van sterrenstelsels wanneer het zwarte gat een grote hoeveelheid energie uitstoot in de omringende wolken van stof en gas. Deze injectie van energie blaast het stof en het gas weg om een ​​blauwe quasar te onthullen.

Waarnemingen met radiotelescopen ondersteunen deze theorie door aan te tonen dat zwarte gaten in het centrum van rode quasars een grotere hoeveelheid radiostraling produceren dan die in het centrum van blauwe quasars.

Hoofdauteur Lizelke Klindt, een doctoraat onderzoeker in het centrum voor extragalactische astronomie van Durham University, zei:"Hoe quasars zich ontwikkelen, is de oorzaak geweest van aanzienlijke onzekerheid.

Figuur 2 - Blauwe quasar:een niet-verduisterde quasar met kenmerken van geëvolueerde jets en minder extreme winden die uiteindelijk de stervorming stopzetten. Krediet:S. Munro

"Wat onze resultaten suggereren, is dat quasars een korte overgangsfase ondergaan, kleur veranderen van rood naar blauw, wanneer ze tevoorschijn komen uit de diepe sluier van stof en gas die hen omringt.

"Wat we denken te zien is een zeldzame maar belangrijke stap in het leven van deze galactische beesten tijdens de evolutie van sterrenstelsels wanneer hun zwarte gaten hun omgeving beginnen vorm te geven."

Figuur 3 - rode versus blauwe quasar:Rode quasar:een korte overgangsfase waarin de ontluikende quasar is gehuld in gas en stof. Deze fase lijkt samen te hangen met jonge straaljagers en harde wind, die uiteindelijk het verduisterende gas en stof verdrijven. Blauwe quasar:een onbelemmerde quasar met kenmerken van geëvolueerde jets en minder extreme winden. Krediet:S. Munro

De onderzoekers bestudeerden 10, 000 rode en blauwe quasars zoals ze zeven tot elf miljard jaar geleden zouden zijn gezien toen het universum relatief jong was, gebruikmakend van archiefgegevens van de Sloan Digital Sky Survey en het Very Large Array-radioastronomieobservatorium.

Ze zeggen dat hun onderzoek ons ​​ook meer zou kunnen vertellen over de evolutie van sterrenstelsels. Co-auteur professor David Alexander, hoofd sterrenkunde, aan de Durham-universiteit, zei:"We verwachten dat tijdens deze overgangsfase de energie van het superzware zwarte gat het gas zal verbranden dat nodig is om sterren te vormen.

Rode en blauwe quasars zijn verwant binnen een evolutionaire reeks die door stof verduisterde stervorming verbindt met quasar-activiteit door gasinstroom via samensmeltende sterrenstelsels en uitstroom uit de quasar. Met dit model vertegenwoordigt de zeldzame rode quasar-populatie een korte overgangsfase tussen de starburst en de blauwe quasar-fase waarin wind en/of jets het verduisterende stof verdrijven, onthullend een onbelemmerde blauwe quasar, en uiteindelijk de stervorming stopzetten om een ​​slapend vroeg-type melkwegstelsel te vormen. Krediet:Gemini Observatorium, GMOS-Zuid, NSF; https://www.pxwall.com/4k-high-definition-galaxy-wallpaper/; Aangepast door S. Munro

"Zonder het gas kan de melkweg niet blijven groeien, dus wat we mogelijk zien, is het begin van een quasar die het leven van de melkweg effectief beëindigt door precies datgene te vernietigen dat het nodig heeft om te overleven."

De onderzoekers zeggen dat de volgende stap in hun onderzoek is om meer diepgaande gegevens te gebruiken om de fijnere details van deze overgangsfase te begrijpen.