Didelės juodosios skylės, esančios galaktikų centre, gali būti alkani žvėrys. Bet kas verčia tas dujas ir dulkes pastaruosius kelerius šviesmečius patekti į šių supermasyvių juodųjų skylių ženklą?
Teoriškai buvo teigiama, kad galaktikų susiliejimas sutrikdo galaktikoje esančias dujas ir dulkes, o materija nukreipiama į tiesioginę juodosios skylės kaimynę. T. y., Iki neseniai atlikto 140 galaktikų, turinčių aktyvųjį galaktikos branduolį (AGN), pavadinimo - dar vienas aktyvių juodųjų skylių galaktikų centre pavadinimas - pateiktas tvirtas įrodymas, kad daugelis galaktikų, turinčių šį AGN, neturi buvusių susijungimų požymių.
Tyrimą atliko tarptautinė astronomų komanda. Mauricio Cisternas iš Makso Plancko astronomijos instituto ir jo komanda panaudojo duomenis iš 140 galaktikų, kurias vaizdavo XMM-Niutono rentgeno observatorija. Jų paimtų galaktikų raudonasis poslinkis buvo tarp z = 0,3 - 1, tai reiškia, kad jos yra nuo maždaug 4 iki 8 milijardų šviesmečių (taigi, šviesa, kurią mes matome iš jų, yra maždaug 4–8 milijardų metų).
Vis dėlto jie ne tik žiūrėjo į nagrinėjamų galaktikų vaizdus; klasifikacija tų galaktikų, kurios rodo, kad aktyvūs branduoliai labiau iškreipti dėl susijungimų, gali įskilti. Greičiau jie sukūrė galaktikų „kontrolinę grupę“, naudodami neaktyvių galaktikų vaizdus iš to paties raudonojo poslinkio kaip ir AGN priimančiosios galaktikos. Jie paėmė vaizdus iš Kosminės evoliucijos tyrimo (COSMOS), apžvelgusį didelį dangaus regioną, esantį kelių bangų ilgio šviesai. Kadangi šios galaktikos buvo iš to paties raudonojo poslinkio kaip ir tos, kurias norėjo ištirti, jos rodo tą patį galaktikos evoliucijos etapą. Iš viso jų palyginamojoje imtyje buvo 1264 galaktikos.
Tai, kaip jie suprojektavo tyrimą, apėmė mokslo principą, kuris paprastai nėra naudojamas astronomijos srityje: akląjį tyrimą. Cisternas ir jo komanda turėjo 9 palyginimo galaktikas, kuriose nebuvo AGN, to paties raudonojo poslinkio kiekvienoje iš jų 140 galaktikų, kuriose buvo aktyvaus branduolio požymių.
Tai, ką jie padarė toliau, buvo pašalinti visi ryškiai aktyvaus branduolio požymiai vaizde. Tai reiškia, kad jų galaktikos iš 140 galaktikų pavyzdžių su AGN iš esmės būtų pasirodyti net treniruotai akiai, kaip galaktikai, be signalinių AGN ženklų. Tada jie pateikė kontrolines galaktikas ir pakeistus AGN vaizdus dešimčiai skirtingų astronomų ir paprašė jų klasifikuoti visas kaip „iškraipytas“, „vidutiniškai iškraipytas“ ar „neiškreiptas“.
Kadangi jų imtį buvo gana sunku valdyti, o iškraipymai daugelyje galaktikų buvo pernelyg subtilūs, kad kompiuteris galėtų juos atpažinti, jų pasirinktos vaizdų analizės priemonės buvo modelio ieškančios žmogaus smegenys. Tai gali atrodyti pažįstamai - kažkas panašaus yra daroma su didžiuliu pasisekimu su žmonėmis, kurie yra „Galaxy Zoo“ mėgėjų klasifikatoriai.
Kai galaktika susilieja su kita galaktika, susijungimas iškreipia savo formą atpažįstamais būdais - ji deformuos paprastai lygią elipsės formos galaktiką iš formos, o jei galaktika yra spiralė, rankos atrodo šiek tiek „neapvyniotos“. Jei būtų tikimybė, kad galaktikos susijungimai yra AGN priežastis, tada galaktikos, turinčios aktyvų branduolį, labiau tikėtina, kad parodys iškraipymus dėl šio buvusio susijungimo.
Komanda išgyveno šį tyrimą, kad būtų pašalintas bet koks šališkumas, kurį turėtų žiūrėti vaizdai, į AGN klasifikavimą labiau iškraipytu. Turėdami pakankamai didelių galaktikų pavyzdžių ir pašalindami visus šališkumus analizuodami vaizdus, jie tikėjosi galutinai parodyti, ar egzistuoja ryšys tarp AGN ir susijungimų.
Rezultatas? Tos galaktikos, kuriose yra aktyvusis galaktikos branduolys, apskritai daugiau nei iškraipymų neparodė, nei tos palyginimo imties galaktikos. Kaip teigia autoriai, „Susijungimai ir sąveika, kuriuose dalyvauja AGN šeimininkai, nėra dominuojantys ir vyksta ne dažniau nei neaktyviose galaktikose“.
Tai reiškia, kad astronomai negali nurodyti galaktikų susijungimų kaip pagrindinės AGN priežasties. Tyrimas parodė, kad mažiausiai 75% AGN sukūrimo - bent jau per pastaruosius 4–8 milijardus metų - turi būti iš kitų šaltinių nei galaktikų susijungimai. Galimi kandidatai į šiuos šaltinius yra šie: „galaktikos priekabiavimas“ - tai galaktikos, kurios nesusiduria, bet yra pakankamai arti, kad gravitaciniu būdu paveiktų viena kitą; centrinės juostos nestabilumas galaktikoje; arba milžiniškų molekulinių debesų susidūrimas galaktikoje.
Žinojimas, kad AGN didžiąja dalimi nesukelia galaktikų susijungimai, padės astronomams geriau suprasti galaktikų susidarymą ir evoliuciją. Aktyvieji galaktikų branduoliai, kurie juos laiko, daro didelę įtaką galaktikų formavimuisi. Šis procesas vadinamas „AGN atsiliepimais“, o mechanizmai ir poveikis, atsirandantis dėl energijos srauto iš AGN ir supančios medžiagos galaktikos centre sąveikos, vis dar yra karšta astronomijos studijų tema.
Susiliejimai tolimesniame nei 8 milijardų metų laikotarpyje dar gali koreliuoti su AGN - šis tyrimas pašalina tik tam tikrą šių galaktikų populiaciją - ir tai yra klausimas, kurį komanda ketina imtis toliau, laukdama Hablo kosminio teleskopo ir Džeimso Webbo kosminis teleskopas. Jų tyrimas bus paskelbtas sausio 10 d. „Astrophysical Journal“ numeryje, o versiją „Arxiv“ galima rasti prieš spausdinant.
Šaltinis: HST žinių laida, Maxo Plancko astronomijos institutas, „Arxiv“ popierius
