Nowe dane dotyczące ewolucji galaktyk

Nowe dane dotyczące ewolucji galaktykOriginal Press Release
Zespół astronomów z Caltech i Uniwersytetów Illinois (UIUC) i Hawai’i (UH) odkrył 16 ciasnych par supermasywnych czarnych dziur w zlewających się galaktykach.

To bardzo ładne potwierdzenie teoretycznych przewidywań. Te bliskie pary stanowią brakujące ogniwo pomiędzy szerokimi układami podwójnymi jakie znaliśmy wcześniej a  jeszcze bliższymi, zlewającymi się parami, które na pewno gdzieś tam są.

prof. S. George Djorgovski

W miarę jak Wszechświat ewoluował galaktyki zderzały się i zlewały ze sobą tworząc większe galaktyk. Prawie wszystkie z nich (a być może wszystkie) zawierają w jadrze ogromne czarne dziury – o masach miliony i miliardy razy większych od masy Słońca. W niektórych materia taka jak gaz międzygwiezdny opada na czarne dziury wytwarzając w tym czasie ilość energii wystarczającą by przyćmić całą galaktykę zawierające setki miliardów gwiazd. Gorący gaz wraz z czarną dziurą tworzą aktywne jądra galaktyczne (AGN) – z których najodleglejsze i najjaśniejsze to kwazary. Ogromna ilość emitowanej przez AGN energii może wpływać na ewolucję samych galaktyk.

Podczas zlewania się galaktyk to samo powinno stać się z ich centralnymi czarnymi dziurami, prowadząc do powstania jeszcze masywniejszej czarnej dziury w jądrze nowo powstałej galaktyki. Tego rodzaju zderzenia powinny wytwarzać fale grawitacyjne – których póki co nie udało się wykryć. Niektóre ze zlewających się galaktyk powinny zawierać pary aktywnych jąder wskazując obecność supermasywnych czarnych dziur na drodze ku zlaniu się. Jak dotąd astronomom udało się dostrzec pary oddalonych od siebie kwazarów – w których AGN były oddalone o setki tysięcy lat świetlnych.

„Jeżeli nasze rozumienie procesów powstawania struktur we Wszechświecie jest poprawne, muszą istnieć ciaśniejsze pary aktywnych jąder galaktycznych „- mówi Adam Myers z UIUC. -” Jednak są one trudne do rozdzielenia na typowych zdjęciach rozmytych przez atmosferę Ziemi.”

Rozwiązaniem było wykorzystanie optyki adaptywnej, umożliwiającej skorygowanie zakłóceń atmosferycznych dzięki czemu uzyskuje się obrazy o ostrości porównywalnej z tą, którą uzyskano by wykonując zdjęcia z przestrzeni kosmicznej. W system taki wyposażony jest m.in. teleskop Keck, który został wykorzystany w badaniach.

Źródła:

Astronomers Discover New Clues to Galaxy Evolution

Astronomers at the California Institute of Technology (Caltech), University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC), and University of Hawai’i (UH) have discovered 16 close-knit pairs of supermassive black holes in merging galaxies.  The research findings, based on observations done at the W. M. Keck Observatory on Mauna Kea, were presented in Seattle this week at the 217th meeting of the American Astronomical Society.The black-hole pairs, also called binaries, are about a hundred to a thousand times closer together than most that have been observed before, providing astronomers a glimpse into how these behemoths and their host galaxies merge—a crucial part of understanding the evolution of the universe. Although few similarly close pairs have been seen previously, this is the largest population of such objects observed as the result of a systematic search.

“This is a very nice confirmation of theoretical predictions,” says S. George Djorgovski, Professor of Astronomy at Caltech. “These close pairs are a missing link between the wide binary systems seen previously and the merging black-hole pairs at even smaller separations that we believe must be there.”

As the universe has evolved, galaxies have collided and merged to form larger ones. Nearly every one—or perhaps all—of these large galaxies contains a giant black hole at its center, with a mass millions—or even billions—of times higher than the sun’s. Material such as interstellar gas falls into the black hole, producing enough energy to outshine galaxies composed of a hundred billion stars. The hot gas and black hole form an active galactic nucleus, the brightest and most distant of which are called quasars. The prodigious energy output of active galactic nuclei can affect the evolution of galaxies themselves.

While galaxies merge, so should their central black holes, producing an even more massive black hole in the nucleus of the resulting galaxy. Such collisions are expected to generate bursts of gravitational waves, which have yet to be detected. Some merging galaxies should contain pairs of active nuclei, indicating the presence of supermassive black holes on their way to coalescing. Until now, astronomers have generally observed only widely separated pairs—binary quasars—which are typically hundreds of thousands of light-years apart.

“If our understanding of structure formation in the universe is correct, closer pairs of active nuclei must exist,” adds Adam Myers, a research scientist at UIUC and one of the coauthors of the research that has been submitted for publication in the Astrophysical Journal. “However, they would be hard to discern in typical images blurred by Earth’s atmosphere.”

The solution was to use Laser Guide Star Adaptive Optics, a technique that enables astronomers to remove the atmospheric blur and capture images as sharp as those taken from space. One such system is deployed on the W. M. Keck Observatory’s 10-meter telescopes on Mauna Kea.

The W. M. Keck Observatory operates two 10-meter optical/infrared telescopes on the summit of Mauna Kea. The Observatory is a private 501(c) 3 organization and a scientific partnership of the California Institute of Technology, the University of California and NASA.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *