En bachelorstudent ved University of Massachusetts i Amherst (UMA) forsket på veksten av stjerner og
Hvordan vokser galakser?
Astronomer vet at utviklingen av galakserer forårsaket av to prosesser: veksten av supermassive sorte hull i midten av hver av dem og dannelsen av nye stjerner. Men hvordan disse prosessene henger sammen har forblitt et mysterium, og er et av spørsmålene det nylig lanserte romteleskopet James Webb skal studere. Arbeidet til Meredith Stone, som skal uteksamineres fra UMass Amhersts astronomiprogram i mai 2022, vil hjelpe forskere til å bedre forstå hvordan de henger sammen.
"Vi vet at galakser vokser,kollidere og forandre seg gjennom livet, sier Stone, som fullførte studien under ledelse av Alexandra Pope, en UMA-professor i astronomi og seniorforfatter av en ny artikkel som nylig ble publisert i Astrophysical Journal. "Og vi vet at veksten av sorte hull og stjernedannelse spiller en avgjørende rolle. Det er allment kjent at disse to faktorene henger sammen og påvirker hverandre. Men til nå har det vært vanskelig å forstå nøyaktig hvordan.»
Hva er problemet?
En av grunnene til at det er vanskelig å studereSamspillet mellom sorte hull og stjerner er at det er vanskelig for astronomer å virkelig observere disse interaksjonene. Problemet er at alle viktige prosesser er skjult bak enorme skyer av kosmisk støv. I galakser som aktivt danner stjerner, kan mer enn 90 % av synlig lys absorberes av det.
Galaxy NGC 1614. Foto: NASA
Det finnes imidlertid en løsning:Når støv absorberer synlig lys, varmes det opp. Og selv om det blotte menneskelige øye ikke kan se varme, kan infrarøde teleskoper. Som en del av den nye studien brukte forskere Spitzer Space Telescope samlet under kampanjen Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). Målet er å studere de midt-infrarøde bølgelengdene til noen av de lyseste galaksene som er relativt nær Jorden. Spesielt har astronomer lett etter spesielle avslørende tegn som er fingeravtrykk av sorte hull og stjerner midt i dannelsen.
Det finnes en løsning
Problemet er at disse sporene er veldig svake,og de kan nesten ikke skilles fra den generelle støyen i det infrarøde spekteret. Som en del av en ny studie kalibrerte Meredith Stone målingene av disse indikatorene for å være mer presise.
En gang fikk astronomer klarere dataobservasjoner, så de at vekst av svarte hull og stjernedannelse faktisk skjer samtidig i de samme galaksene, og de ser ut til å påvirke hverandre.
Forskere har til og med beregnet forholdet sombeskriver hvordan disse to fenomenene henger sammen. Dermed har astronomer oppdaget lyse emisjonslinjer [Ne ii] og [Ne iii], som er "ansvarlige" for stjernedannelse, og svakere emisjonslinjer [Ne v] og [O iv] fra aktive kjernegalakser (AGN) over hele spekteret. Det viste seg at lysstyrken til Ne ii er ganske konstant i alle cellene i AGN-fraksjonen, mens lysstyrken til [O]iv og [Nev] øker med mer enn en størrelsesorden.
Forskerne fant også at brukenlysstyrke [O iv] uten korreksjon for stjernedannelse kan føre til en overestimering av akkresjonshastigheten for svarte hull (BHAR, akkresjonshastigheter for svarte hull) opptil 30 ganger i lysende infrarøde galakser (LIRG, lysende infrarøde galakser) med en overvekt av stjernebluss . Forholdet mellom BHAR-hastigheten og stjernedannelsen øker med mer enn tre størrelsesordener avhengig av andelen AGN-er i det midt-infrarøde området til LIRG-galakser.
Hvorfor er dette viktig?
Dette er ikke bare en spennende vitenskapoppnåelse. Resultatene av den nye studien vil bidra til å bruke JWST, med sin enestående tilgang til midt-IR-lys, til å studere galaksedannelsen nærmere. Tross alt, selv om forskere har beregnet hvordan sorte hull og stjerner er koblet sammen i en galakse, er hvorfor dette skjer fortsatt et mysterium.
Les mer:
Fysikere har funnet en universell "klokke" i verdensrommet: de er mer nøyaktige enn atomare
Arkeologer har funnet tegninger av skumle mennesker med enorme hoder: hvem de var
James Webb-teleskopet tok det første bildet av Jupiter: det har 9 bevegelige mål samtidig