Frühe Galaxie Wachstumsschub entdeckt

Das Chandra X-ray Observatory der NASA hat gezeigt, dass entfernte Galaxien, die intensiven Ausbrüchen der Sternentstehung ausgesetzt sind, fruchtbare Anbauflächen für die größten Schwarzen Löcher im Universum sind. Kollisionen zwischen Galaxien im frühen Universum können die ultimative Ursache sowohl für die beschleunigte Sternentstehung als auch für das Wachstum von Schwarzen Löchern sein.

Durch die Kombination des tiefsten Röntgenbildes, das jemals mit Submillimeter- und optischen Beobachtungen aufgenommen wurde, hat ein internationales Wissenschaftlerteam Beweise dafür gefunden, dass einige extrem leuchtende jugendliche Galaxien und ihre zentralen Schwarzen Löcher vor mehr als 10 Milliarden Jahren einen phänomenalen Wachstumsschub erlebten. Dieser gleichzeitige Wachstumsschub von Schwarzen Löchern und Galaxien ist nur in diesen Galaxien zu sehen und hat möglicherweise die Grundlage für die Geburt von Quasaren geschaffen – fernen Galaxien, die die größten und aktivsten Schwarzen Löcher im Universum enthalten.

"Die extremen Entfernungen dieser Galaxien ermöglichen es uns, in die Vergangenheit zurückzublicken und einen Schnappschuss davon zu machen, wie die größten Galaxien von heute aussahen, als sie die meisten ihrer Sterne produzierten und schwarze Löcher wuchsen", sagte David Alexander von der Universität Cambridge, Großbritannien. und Hauptautor eines Papiers in der Nature-Ausgabe vom 7. April 2005, das diese Arbeit beschreibt.

Die von Alexander und seinen Kollegen untersuchten Galaxien werden als Submillimeter-Galaxien bezeichnet, sogenannte, weil sie ursprünglich vom James Clerk Maxwell-Submillimeter-Teleskop (JCMT) auf Mauna Kea in Hawaii identifiziert wurden. Die Submillimeter-Beobachtungen zusammen mit optischen Daten von Keck zeigen, dass diese Galaxien eine ungewöhnlich große Menge an Gas hatten. Das Gas in jeder Galaxie formte sich mit einer Geschwindigkeit von etwa einem pro Tag oder dem 100-fachen der gegenwärtigen Geschwindigkeit in der Milchstraße zu Sternen. Die Chandra-Röntgendaten zeigen, dass gleichzeitig auch die supermassiven Schwarzen Löcher in den Galaxien wuchsen.

Diese Galaxien sind sehr schwach und nur mit den tiefsten Beobachtungen des Universums können sie überhaupt entdeckt werden. „Je tiefer wir mit Chandra in das Universum schauen, desto faszinierender sind die Dinge, die wir finden“, sagt Niel Brandt von der Penn State University im University Park. "Wer weiß, was die Natur für uns bereithält, wenn wir die Grenzen noch weiter verschieben."

Die Röntgenbeobachtungen zeigten auch, dass die Schwarzen Löcher von einer dichten Hülle aus Gas und Staub umgeben sind. Dies ist wahrscheinlich das Material, das von den wachsenden Schwarzen Löchern verbraucht wird.

Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen, dass die meisten Submillimeter-Galaxien tatsächlich zwei Galaxien sind, die kollidieren und verschmelzen. Jüngste hochentwickelte Computersimulationen, die von Tiziana Di Matteo von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, und ihren Mitarbeitern durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass solche Fusionen Gas in Richtung der zentralen Regionen von Galaxien treiben, einen Ausbruch der Sternentstehung auslösen und Treibstoff für das Wachstum von a liefern zentrales Schwarzes Loch.

"Es ist aufregend, dass diese jüngsten Beobachtungen gut mit unserer Simulation übereinstimmen", sagt Di Matteo. "Wir scheinen uns sowohl mit Beobachtungen als auch mit der Theorie auf ein konsistentes Bild der Galaxienbildung zu konzentrieren." Insbesondere wird diese Arbeit Wissenschaftlern helfen, den beobachteten Zusammenhang in der gegenwärtigen Epoche zwischen der Gesamtmasse der Sterne in den zentralen Ausbuchtungen großer Galaxien und der Größe ihrer zentralen, supermassiven Schwarzen Löcher zu verstehen.

Das James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) wird im Auftrag des Vereinigten Königreichs, Kanadas und der Niederlande vom Joint Astronomy Centre betrieben. Mit seiner Schale mit einem Durchmesser von 15 Metern (50 Fuß) erkennt das JCMT Licht mit Wellenlängen im Submillimeterbereich zwischen Infrarotlicht und Radiowellen auf der Wellenlängenskala. Das W. M. Keck Observatorium wird von der California Association for Research in Astronomy betrieben.

Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet das Chandra-Programm für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Northrop Grumman aus Redondo Beach, Kalifornien, war der Hauptentwicklungsunternehmer für das Observatorium. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert Wissenschaft und Flugbetrieb vom Chandra X-ray Center in Cambridge, Massachusetts.

Weitere Informationen und Bilder finden Sie unter: http://chandra.harvard.edu und http://chandra.nasa.gov

Originalquelle: Chandra-Pressemitteilung

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