Een student aan de Universiteit van Massachusetts in Amherst (UMA) deed onderzoek naar de groei van sterren en
Hoe groeien sterrenstelsels?
Astronomen weten dat de evolutie van sterrenstelselswordt veroorzaakt door twee processen: de groei van superzware zwarte gaten in het centrum van elk van hen en de vorming van nieuwe sterren. Maar hoe deze processen met elkaar verbonden zijn, is een mysterie gebleven, en is een van de vragen die de onlangs gelanceerde James Webb-ruimtetelescoop zal bestuderen. Het werk van Meredith Stone, die in mei 2022 afstudeert aan het astronomieprogramma van UMass Amherst, zal wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe ze met elkaar verbonden zijn.
‘We weten dat sterrenstelsels groeien,botsen en veranderen gedurende hun hele leven”, zegt Stone, die het onderzoek voltooide onder leiding van Alexandra Pope, een UMA-professor in de astronomie en senior auteur van een nieuw artikel dat onlangs in de Astrophysical Journal is gepubliceerd. “En we weten dat de groei van zwarte gaten en stervorming een beslissende rol spelen. Het is algemeen bekend dat deze twee factoren met elkaar verband houden en elkaar beïnvloeden. Maar tot nu toe was het moeilijk om precies te begrijpen hoe.”
Wat is het probleem?
Eén van de redenen waarom studeren lastig isDe interactie tussen zwarte gaten en sterren zorgt ervoor dat het voor astronomen moeilijk is om deze interacties echt waar te nemen. Het probleem is dat alle belangrijke processen verborgen zijn achter enorme wolken kosmisch stof. In sterrenstelsels die actief sterren vormen, kan dus meer dan 90% van het zichtbare licht erdoor worden geabsorbeerd.
Melkweg NGC 1614. Foto: NASA
Er is echter een oplossing:Wanneer stof zichtbaar licht absorbeert, warmt het op. En hoewel het blote menselijke oog hitte niet kan zien, kunnen infraroodtelescopen dat wel doen. Als onderdeel van het nieuwe onderzoek gebruikten wetenschappers de Spitzer-ruimtetelescoop die werd verzameld tijdens de Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) -campagne. Het doel is om de midden-infraroodgolflengten te bestuderen van enkele van de helderste sterrenstelsels die zich relatief dicht bij de aarde bevinden. In het bijzonder hebben astronomen gezocht naar speciale tekenen die de vingerafdrukken zijn van zwarte gaten en sterren die zich midden in hun formatie bevinden.
Er is een oplossing
Het probleem is dat deze sporen erg zwak zijn,en ze zijn bijna niet te onderscheiden van de algemene ruis van het infraroodspectrum. Als onderdeel van een nieuwe studie heeft Meredith Stone de metingen van deze indicatoren gekalibreerd om nauwkeuriger te zijn.
Zodra astronomen duidelijkere gegevens ontvingenTijdens hun observaties zagen ze dat de groei van zwarte gaten en de vorming van sterren feitelijk tegelijkertijd in dezelfde sterrenstelsels plaatsvinden, en dat ze elkaar lijken te beïnvloeden.
Wetenschappers hebben zelfs de verhouding berekendbeschrijft hoe deze twee verschijnselen met elkaar samenhangen. Zo hebben astronomen heldere emissielijnen [Ne ii] en [Ne iii] ontdekt, die “verantwoordelijk” zijn voor stervorming, en zwakkere emissielijnen [Ne v] en [O iv] van actieve kernstelsels. (AGN) over het gehele spectrum. Het bleek dat de helderheid van Ne ii vrij constant is in alle cellen van de AGN-fractie, terwijl de helderheid van [O]iv en [Nev] met meer dan een orde van grootte toeneemt.
De onderzoekers ontdekten ook dat het gebruiklichtsterkte [O iv] zonder correctie voor stervorming kan leiden tot een overschatting van de zwarte gat accretiesnelheid (BHAR, black hole accretiesnelheden) tot 30 keer in lichtgevende infrarood sterrenstelsels (LIRG, lichtgevende infrarood sterrenstelsels) met een overwicht van stellaire fakkels . De verhouding van de BHAR-snelheid tot stervorming neemt toe met meer dan drie orden van grootte, afhankelijk van het aandeel AGN's in het midden-infrarode bereik van LIRG-sterrenstelsels.
Waarom is dit belangrijk?
Dit is niet alleen een spannende wetenschappelijkeprestatie. De resultaten van de nieuwe studie zullen helpen om de JWST, met zijn ongekende toegang tot mid-IR-licht, te gebruiken om de vorming van sterrenstelsels nauwkeuriger te bestuderen. Immers, hoewel wetenschappers hebben berekend hoe zwarte gaten en sterren in één melkwegstelsel met elkaar zijn verbonden, blijft het een raadsel waarom dit gebeurt.
Lees verder:
Natuurkundigen hebben een universele "klok" in de ruimte gevonden: ze zijn nauwkeuriger dan atomaire
Archeologen hebben tekeningen gevonden van enge mensen met enorme hoofden: wie waren dat?
De James Webb-telescoop nam de eerste foto van Jupiter: hij toont 9 bewegende doelen tegelijk