Velike črne luknje, ki ležijo v središču galaksij, so lahko lačne zveri. Toda kaj sili ta plin in prah zadnjih nekaj svetlobnih let v črevesje teh supermasivnih črnih lukenj?
Teoretiziralo je, da združitve med galaksijami motijo plin in prah v galaksiji in silijo zadevo v neposredno soseščino črne luknje. To pomeni, da je do nedavne študije 140 galaksij, ki gostijo aktivno galaktično jedro (AGN) - drugo ime za aktivne črne luknje v središču galaksij - zagotovil močne dokaze, da mnoge galaksije, ki vsebujejo te AGN, ne kažejo znakov pretekle združitve.
Študijo je izvedla mednarodna ekipa astronomov. Mauricio Cisternas z Inštituta Max Planck za astronomijo in njegova ekipa sta uporabila podatke iz 140 galaksij, ki jih je slikal rentgenski observatorij XMM-Newton. Galaksije, ki so jih vzorčili, so imele rdeč premik med z = 0,3 - 1, kar pomeni, da so oddaljene od približno 4 do 8 milijard svetlobnih let (in tako je svetloba, ki jo vidimo od njih, stara približno 4-8 milijard let).
Niso samo pogledali posnetkov zadevnih galaksij; pristranskost k razvrščanju tistih galaksij, ki kažejo, da so aktivna jedra bolj izkrivljena od združitev, bi se lahko zlezla. Namesto tega so ustvarili "nadzorno skupino" galaksij z uporabo slik neaktivnih galaksij iz istega rdečega premika kot gostiteljske galaksije AGN. Podobe so vzeli iz raziskave o kozmični evoluciji (COSMOS), raziskave velikega območja neba v več valovnih dolžinah. Ker so bile te galaksije iz istega rdečega premika kot tiste, ki so jih želele preučiti, prikazujejo isto stopnjo v evoluciji galaktike. Skupno so imeli v svojem primerjalnem vzorcu 1264 galaksij.
Način oblikovanja študije je vključeval načelo znanosti, ki se običajno ne uporablja na področju astronomije: slepa študija. Cisternas in njegova ekipa so imeli 9 primerjalnih galaksij - ki niso vsebovale AGN - istega rdečega premika za vsako od svojih 140 galaksij, ki so pokazale znake aktivnega jedra.
Nato so odstranili kakršen koli znak svetlega aktivnega jedra na sliki. To pomeni, da bi bile galaksije v njihovem vzorcu 140 galaksij z AGN v bistvu pojaviti celo usposobljeno oko kot galaksija brez sporočilnih znakov AGN. Nato so kontrolne galaksije in spremenjene slike AGN poslali desetim astronomom in jih prosili, naj jih vse razvrstijo med »popačene«, »zmerno popačene« ali »ne izkrivljene«.
Ker je bila njihova velikost vzorca precej obvladljiva in bi bilo izkrivljanje v mnogih galaksijah pretirano, da bi jih računalnik lahko prepoznal, so bili človeški možgani, ki iščejo vzorce, njihovo orodje za analizo slik. To se morda sliši znano - nekaj podobnega se z ogromnim uspehom počne z ljudmi, ki so ljubiteljski klasifikatorji galaksij v Galaxy Zoo.
Ko se galaksija združi z drugo galaksijo, združitev izkrivlja njeno obliko na načine, ki jih je mogoče prepoznati - izoblikovala bo normalno gladko eliptično galaksijo, če je galaksija spirala, pa se roke zdijo nekoliko "odvite". Če bi bile galaktične združitve najverjetnejši vzrok za AGN, bi bile tiste galaksije z aktivnim jedrom bolj verjetno, da bi pokazale izkrivljanje od te pretekle združitve.
Skupina je šla skozi postopek zaslepljevanja študije, da bi odpravila kakršno koli pristranskost, ki bi jo morali tisti, ki gledajo slike, klasificirati AGN kot bolj izkrivljen. Ker sta obe imeli relativno veliko velikost vzorcev galaksij in odstranili kakršno koli pristranskost pri analizi slik, sta upala, da bosta dokončno pokazala, ali obstaja povezava med AGN in združitvami.
Rezultat? Te galaksije z aktivnim galaktičnim jedrom niso pokazale več izkrivljanja v celoti kot tiste galaksije v primerjalnem vzorcu. Kot navajajo avtorji v prispevku, "združitve in interakcije, v katere so vključeni gostitelji AGN, niso prevladujoče in se pojavljajo ne pogosteje kot pri neaktivnih galaksijah."
To pomeni, da astronomi ne morejo navajati galaktičnih združitev kot glavnega razloga AGN. Študija je pokazala, da mora biti vsaj 75% ustvarjanja AGN - vsaj v zadnjih 4-8 milijard letih - iz virov, ki niso galaktične združitve. Najverjetneje kandidati za te vire vključujejo: „galaktično nadlegovanje“, tiste galaksije, ki se ne trčijo, ampak se približajo dovolj blizu, da gravitacijsko vplivajo drug na drugega; nestabilnost osrednje palice v galaksiji; ali trčenje velikanskih molekularnih oblakov znotraj galaksije.
Vedeti, da AGN v veliki meri ne povzročajo galaktične združitve, bo astronomom pomagalo, da bolje razumejo nastajanje in razvoj galaksij. Aktivna jedra v galaksijah, ki jih gostijo, močno vplivajo na tvorbo galaktikov. Ta proces se imenuje „povratne informacije AGN“, mehanizmi in učinki, ki izhajajo iz medsebojnega vpliva med energijo, ki izhaja iz AGN, in okoliškim materialom v središču galaksije, je še vedno vroča tema astronomije.
Združitve v bolj oddaljeni pretekli 8 milijard letih morda še povezujejo z AGN - ta študija izključuje le določeno populacijo teh galaksij - in to je vprašanje, ki ga namerava skupina izpeljati naslednja, v pričakovanju raziskav vesoljskega teleskopa Hubble in Jamesov vesoljski teleskop. Njihova študija bo objavljena v številki 10. januarja Astrofizičnega časopisa, na Arxiv-u pa je na voljo različica pred tiskom.
Vir: HST novice, Institut Max Planck za astronomijo, Arxiv paper
