Velike crne rupe koje se nalaze u središtu galaksija mogu biti gladne zvijeri. Ali što prisiljava taj plin i prašinu zadnjih nekoliko svjetlosnih godina na kalu ove supermasivne crne rupe?
Teoretizira se da spajanje galaksija ometa plin i prašinu u galaksiji i tjera materiju u neposredni susjedstvo crne rupe. To jest, sve do nedavne studije 140 galaksija koje su ugostile aktivnu galaktičku nukleus (AGN) - još jedan naziv za aktivne crne rupe u središtu galaksija - pružile su snažne dokaze da mnoge galaksije koje sadrže ove AGN ne pokazuju znakove prošlih spajanja.
Studiju je izveo međunarodni tim astronoma. Mauricio Cisternas sa Instituta Max Planck za astronomiju i njegov tim koristili su podatke iz 140 galaksija koje je snimio XMM-Newtonov rendgenski opservatorij. Galaksije koje su uzeli uzorak imali su crveni pomak između z = 0,3 - 1, što znači da su udaljeni između oko 4 i 8 milijardi svjetlosnih godina (i prema tome, svjetlost koju vidimo iz njih stara je oko 4-8 milijardi godina).
Nisu samo gledali slike dotičnih galaksija; pristranost prema razvrstavanju onih galaksija koje pokazuju da su aktivne jezgre više iskrivljene od spajanja, mogu se puzati. Umjesto toga, stvorili su "kontrolnu skupinu" galaksija, koristeći slike neaktivnih galaksija iz istog crvenog pomaka kao i galaktike domaćin-AGN. Preuzeli su slike iz Ankete o kozmičkoj evoluciji (COSMOS), istraživanja velikog područja neba u više valnih duljina svjetlosti. Budući da su te galaksije bile iz istog crvenog pomaka kao i one koje su željele proučavati, pokazuju istu fazu galaktičke evolucije. Sve u svemu, imali su 1264 galaksije u svom usporednom uzorku.
Način na koji su dizajnirali studiju uključivao je načelo znanosti koje se inače ne koristi u području astronomije: slijepo istraživanje. Cisternas i njegov tim imali su 9 galaksija za usporedbu - koje nisu sadržavale AGN - istog crvenog pomaka za svaku od svojih 140 galaksija koje su pokazivale znakove aktivnog jezgra.
Ono što su potom učinili uklonili su bilo koji znak svijetle aktivne jezgre na slici. To znači da bi galaksije u svom uzorku od 140 galaksija s AGN-om u biti bile pojaviti čak i uvježbanom oku kao galaksiji bez signalnih znakova AGN-a. Zatim su poslali kontrolne galaksije i izmijenjene AGN slike deset različitih astronoma i zamolili ih da ih klasificiraju kao „izobličene“, „umjereno izobličene“ ili „ne izobličene“.
Budući da je njihova veličina uzorka bila prilično upravljiva, a izobličenje u mnogim galaksijama bilo bi previše suptilno da bi ih računalo prepoznalo, ljudski mozak koji traži uzorke bio je njihov alat za analizu slike. Ovo možda zvuči poznato - nešto slično se događa s ogromnim uspjehom s ljudima koji su amaterski klasifikatori galaksija u Galaxy Zoo.
Kad se galaksija stapa s drugom galaksijom, spajanje iskrivljuje njezin oblik na načine koji su prepoznatljivi - izobličit će normalno glatku eliptičnu galaksiju iz oblika, a ako je galaksija spirala, ruke izgledaju pomalo "odmotano". Da je slučaj da su galaktička spajanja najvjerojatniji uzrok AGN-a, onda bi te galaksije s aktivnim jezgrom imale veću vjerojatnost da će pokazati iskrivljenje od prethodnog spajanja.
Tim je prošao kroz ovaj postupak zasljepljivanja studije kako bi eliminirao bilo kakvu pristranost koju bi oni koji gledaju slike prema klasificiranju AGN-a više iskrivljeni. Budući da obje imaju relativno veliku veličinu uzorka galaksija i uklanjaju bilo kakve pristranosti prilikom analize slika, nadali su se da će konačno pokazati postoji li povezanost između AGN-a i spajanja.
Rezultat? Te galaksije s aktivnim galaktičkim nukleusom nisu pokazale više izobličenja u cjelini od onih galaksija u usporedbenom uzorku. Kako autori navode u radu, "Spajanja i interakcije koje uključuju AGN domaćine nisu dominantne i javljaju se ne češće nego za neaktivne galaksije."
To znači da astronomi ne mogu ukazivati na galaktičke spajanja kao glavni razlog za AGN. Studija je pokazala da najmanje 75% stvaranja AGN - barem u zadnjih 4-8 milijardi godina - mora biti iz izvora koji nisu galaktička spajanja. Vjerojatni kandidati za ove izvore uključuju: "galaktičko uznemiravanje", one galaksije koje se ne sudaraju, ali se približavaju dovoljno blizu da gravitacijski utječu jedna na drugu; nestabilnost središnje trake u galaksiji; ili sudar divovskih molekularnih oblaka unutar galaksije.
Znanje da AGN nisu velikim dijelom uzrokovani galaktičkim spajanjem pomoći će astronomima da bolje razumiju stvaranje i evoluciju galaksija. Aktivne jezgre u galaksijama koje ih drže u velikoj mjeri utječu na formiranje galaktika. Taj se postupak naziva "povratna veza s AGN-om", a mehanizmi i učinci koji proizlaze iz međusobne povezanosti energije koja struji iz AGN-a i okolnog materijala u središtu galaksije je još uvijek vruća tema proučavanja u astronomiji.
Spajanja u udaljenijoj prošlosti od 8 milijardi godina možda bi još bila u korelaciji s AGN-om - ova studija isključuje samo određenu populaciju ovih galaksija - i to je pitanje koje tim planira poduzeti sljedeće, dok čeka svemirska teleskop Hubble i James Webb svemirski teleskop. Njihova će studija biti objavljena u broju za Astrofizički časopis za siječanj, 10. siječnja, a na Arxivu je dostupna inačica prije tiska.
Izvor: HST vijest, Maks Planck institut za astronomiju, Arxiv paper
