En bachelorstuderende ved University of Massachusetts i Amherst (UMA) forskede i væksten af stjerner og
Hvordan vokser galakser?
Astronomer ved, at udviklingen af galakserer forårsaget af to processer: væksten af supermassive sorte huller i midten af hver af dem og dannelsen af nye stjerner. Men hvordan disse processer hænger sammen, er forblevet et mysterium, og er et af de spørgsmål, som det nyopsendte James Webb Space Telescope vil studere. Meredith Stones arbejde, som vil dimittere fra UMass Amhersts astronomiprogram i maj 2022, vil hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvordan de er forbundet.
"Vi ved, at galakser vokser,kolliderer og ændrer sig gennem hele deres liv,” siger Stone, som afsluttede undersøgelsen under ledelse af Alexandra Pope, en UMA-professor i astronomi og seniorforfatter til et nyt papir, der for nylig blev offentliggjort i Astrophysical Journal. »Og vi ved, at væksten af sorte huller og stjernedannelse spiller en afgørende rolle. Det er almindeligt kendt, at disse to faktorer hænger sammen og påvirker hinanden. Men indtil nu har det været svært at forstå præcis hvordan.”
Hvad er problemet?
En af grundene til, at det er svært at studereSamspillet mellem sorte huller og stjerner er, at det er svært for astronomer virkelig at observere disse interaktioner. Problemet er, at alle vigtige processer er gemt bag enorme skyer af kosmisk støv. I galakser, der aktivt danner stjerner, kan mere end 90 % af det synlige lys absorberes af det.
Galaxy NGC 1614. Foto: NASA
Der er dog en løsning:Når støv absorberer synligt lys, varmes det op. Og selvom det blotte menneskelige øje ikke kan se varme, kan infrarøde teleskoper. Som en del af den nye undersøgelse brugte forskere Spitzer Space Telescope indsamlet under Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) kampagnen. Målet er at studere de mellem-infrarøde bølgelængder af nogle af de lyseste galakser, der er relativt tæt på Jorden. Især har astronomer ledt efter særlige afslørende tegn, der er fingeraftryk af sorte huller og stjerner midt i dannelsen.
Der er en løsning
Problemet er, at disse spor er meget svage,og de kan næsten ikke skelnes fra den generelle støj fra det infrarøde spektrum. Som en del af en ny undersøgelse kalibrerede Meredith Stone målingerne af disse indikatorer for at være mere præcise.
Engang modtog astronomer klarere dataobservationer, så de, at sorte huls vækst og stjernedannelse faktisk forekommer samtidigt i de samme galakser, og de ser ud til at påvirke hinanden.
Forskere har endda beregnet forholdetbeskriver, hvordan disse to fænomener hænger sammen. Således har astronomer opdaget lyse emissionslinjer [Ne ii] og [Ne iii], som er "ansvarlige" for stjernedannelse, og svagere emissionslinjer [Ne v] og [O iv] fra aktive kernegalakser (AGN) over hele spektret. Det viste sig, at lysstyrken af Ne ii er ret konstant i alle celler i AGN-fraktionen, mens lysstyrken af [O]iv og [Nev] stiger med mere end en størrelsesorden.
Forskerne fandt også, at brugenlysstyrke [O iv] uden korrektion for stjernedannelse kan føre til en overvurdering af sorte huls tilvæksthastighed (BHAR, sorte huls tilbygningshastigheder) op til 30 gange i lysende infrarøde galakser (LIRG, lysende infrarøde galakser) med en overvægt af stjerneudbrud . Forholdet mellem BHAR-hastigheden og stjernedannelsen stiger med mere end tre størrelsesordener afhængigt af andelen af AGN'er i det mellem-infrarøde område af LIRG-galakser.
Hvorfor er dette vigtigt?
Dette er ikke kun en spændende videnskabpræstation. Resultaterne af den nye undersøgelse vil hjælpe med at bruge JWST, med dens hidtil usete adgang til midt-IR-lys, til at studere galaksedannelsen nærmere. Når alt kommer til alt, selvom forskerne har beregnet, hvordan sorte huller og stjerner er forbundet i en galakse, er det stadig et mysterium, hvorfor dette sker.
Læs mere:
Fysikere har fundet et universelt "ur" i rummet: de er mere nøjagtige end atomare
Arkæologer har fundet tegninger af uhyggelige mennesker med enorme hoveder: hvem de var
James Webb-teleskopet tog det første billede af Jupiter: det viser 9 bevægelige mål på én gang