Galaktien keskellä olevat suuret mustat aukot voivat olla nälkäisiä petoja. Mutta mikä pakottaa tuon kaasun ja pölyn muutaman viimeisen valovuoden aikana näiden supermassiivisten mustien reikien päähän?
On ajateltu, että galaksien sulautumiset häiritsevät kaasua ja pölyä galaksissa ja pakottavat asian mustan aukon välittömään naapurimaihin. Toisin sanoen, kunnes äskettäisessä tutkimuksessa, joka koski 140 galaksia, jotka isännöivät aktiivista galaktista ydintä (AGN) - toinen nimi aktiivisille mustille reikille galaksien keskellä -, saatiin vahvaa näyttöä siitä, että monilla galakseista, jotka sisältävät näitä AGN: iä, ei ole merkkejä aikaisemmista fuusioista.
Tutkimuksen suoritti kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä. Mauricio Cisternas Max Planckin tähtitieteen instituutista ja hänen tiiminsä käyttivät tietoja 140 galaksista, jotka kuvansi XMM-Newton -röntgen-observatorio. Heidän näytteille ottamissa galakseissa oli punasiirtymä välillä z = 0,3 - 1, mikä tarkoittaa, että ne ovat noin 4 - 8 miljardia valovuotta (ja siten heistä näkemämme valo on noin 4-8 miljardia vuotta vanha).
He eivät kuitenkaan katsoneet vain kyseisten galaksien kuvia; puolueellisuus luokitellaan galaksit, joissa aktiiviset ytimet ovat vääristyneitä fuusioista, saattaa hiipua sisään. Pikemminkin ne loivat galaksien ”kontrolliryhmän” käyttämällä passiivisten galaksien kuvia samasta punasiirtymästä kuin AGN-isäntägalakseja. He ottivat kuvia kosmisesta evoluutiotutkimuksesta (COSMOS), joka on tutkimus taivaan suuresta alueesta useilla valon aallonpituuksilla. Koska nämä galaksit olivat samasta punasiirtymästä kuin ne, joita he halusivat tutkia, ne osoittavat galaktisen evoluution samaa vaihetta. Kaikkiaan vertailunäytteessä oli 1264 galaksia.
Tapa, jolla he suunnittelivat tutkimuksen, sisälsi tiedejoukon, jota ei yleensä käytetä tähtitieteen alalla: sokea tutkimus. Cisternalla ja hänen joukkueellaan oli 9 vertailugalaksia - jotka eivät sisältäneet AGN: ää - saman punasiirtymän jokaisessa heidän 140 galaksissaan, joissa oli merkkejä aktiivisen ytimen olemassaolosta.
Seuraavaksi he poistivat kuvan kaikki kirkkaan aktiivisen ytimen merkit. Tämä tarkoittaa, että niiden näytteessä olevat galaksit, joissa on 140 galaksia, joissa on AGN, olisivat olennaisesti ilmestyä jopa koulutettuun silmään galaksina ilman AGN: n ilmaisimerkkejä. Sitten he lähettivät ohjausgalaksiat ja muutetut AGN-kuvat kymmenelle eri tähtitieteilijälle ja pyysivät heitä luokittelemaan ne kaikki "vääristyneiksi", "kohtalaisen vääristyneiksi" tai "ei vääristyneiksi".
Koska heidän otoskoko oli melko hallittavissa ja vääristymät monissa galakseissa olisivat liian hienovaraisia tietokoneen tunnistamiseksi, kuvioita etsivät ihmisen aivot olivat heidän valintansa kuva-analyysityökalu. Tämä saattaa kuulostaa tutulta - jotain vastaavaa tehdään valtavalla menestyksellä ihmisillä, jotka ovat amatöörigalaktien luokittelijoita Galaxy-eläintarhassa.
Kun galaksi sulautuu toisen galaksin kanssa, sulautuminen vääristää muotoaan tunnistettavissa olevilla tavoilla - se vääristää normaalisti sileää elliptistä galaksia epämuodossa ja jos galaksi on spiraali, aseet näyttävät olevan hieman "vääriä". Jos olisi niin, että galaktiset sulautumiset ovat todennäköisin syy AGN: lle, niin galaksit, joissa on aktiivinen ydin, todennäköisemmin osoittavat vääristymiä tästä aikaisemmasta sulautumisesta.
Ryhmä suoritti tutkimuksen sokeuttamisprosessin eliminoidakseen kaikki harhat, jotka kuvia katselevilla olisi luokiteltaessa AGN vääristyneiksi. Heillä oli molemmilla kohtuullisen suuri galaksien näytteen koko ja poistamalla mahdolliset vääristymät kuvia analysoitaessa. He toivoivat lopullisesti osoittavansa, onko korrelaatio AGN: n ja fuusioiden välillä olemassa.
Lopputulos? Ne galaktikot, joissa oli aktiivinen galaktinen ydin, eivät osoittaneet enemmän vääristymiä kuin vertailunäytteen galaksit. Kuten kirjoittajat toteavat lehdessä, "AGN-isäntien sulautumiset ja vuorovaikutukset eivät ole hallitsevia eikä niitä esiinny useammin kuin passiivisissa galakseissa."
Tämä tarkoittaa sitä, että tähtitieteilijät eivät voi osoittaa galaktisten sulautumisten olevan AGN: n pääasiallinen syy. Tutkimus osoitti, että ainakin 75% AGN: n luomisesta - ainakin viimeisten 4–8 miljardin vuoden välillä - on oltava peräisin muista lähteistä kuin galaktisten sulautumien lähteistä. Näiden lähteiden todennäköisiä ehdokkaita ovat: ”galaktinen häirintä”, galaksit, jotka eivät törmää, mutta tulevat riittävän lähelle vaikuttamaan toisiinsa painovoimaisesti; galaksin keskipalkin epävakaus; tai jättiläismäisten molekyylipilvien törmäys galaksissa.
Tietäminen, että AGN ei johdu suurelta osin galaktisten fuusioiden vaikutuksesta, auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin galaksien muodostumista ja kehitystä. Niitä isännöivissä galakseissa olevat aktiiviset ytimet vaikuttavat suuresti galaktien muodostumiseen. Tätä prosessia kutsutaan 'AGN-palautteeksi', ja mekanismit ja vaikutukset, jotka johtuvat AGN: stä lähtevän energian virran ja galaksin keskustassa olevan ympäröivän materiaalin välisestä vuorovaikutuksesta, ovat edelleen kuuma aihe tähtitiedessä.
Sulautumiset kauemmassa kuin 8 miljardissa vuodessa saattavat vielä korreloida AGN: n kanssa - tämä tutkimus sulkee vain tietyn joukon näistä galakseista - ja tämä on kysymys, jonka ryhmä aikoo ottaa seuraavaan, odotettaessa Hubble-avaruusteleskoopin ja James Webbin avaruusteleskooppi. Heidän tutkimuksensa julkaistaan Astrophysical Journal -lehden tammikuun 10. numerossa, ja esipainettu versio on saatavana Arxivista.
Lähde: HST: n lehdistötiedote, Max Planckin tähtitieteen instituutti, Arxiv-paperi
