Големите черни дупки, които се намират в центъра на галактиките, могат да бъдат гладни зверове. Но какво принуждава този газ и прах през последните няколко светлинни години да влезе в червата на тези свръхмасивни черни дупки?
Теоретизира се, че сливания между галактики смущават газовете и праха в галактика и принуждават материята да се намира в непосредствена близост до черната дупка. Тоест, до скорошно проучване на 140 галактики, хостващи Активни галактически ядра (AGN) - друго име за активни черни дупки в центъра на галактиките - даде категорични доказателства, че много от галактиките, съдържащи тези AGN, не показват признаци на минали сливания.
Проучването е извършено от международен екип от астрономи. Маурисио Цистернас от Института за астрономия Макс Планк и неговият екип използваха данни от 140 галактики, които бяха изобразени от рентгеновата обсерватория XMM-Нютон. Галактиките, които те взеха за проба, имаха червено изместване между z = 0,3 - 1, което означава, че са на разстояние между около 4 и 8 милиарда светлинни години (и по този начин светлината, която виждаме от тях, е на около 4-8 милиарда години).
Те не просто гледаха образите на въпросните галактики; пристрастие към класифицирането на онези галактики, които показват, че активните ядра са по-изкривени от сливанията, може да се промъкнат. По-скоро те създадоха „контролна група“ от галактики, използвайки изображения на неактивни галактики от същото червено изместване като галактиките домакини AGN. Те взеха изображенията от Космическото изследване на еволюцията (COSMOS), изследване на голям регион на небето с множество дължини на вълната на светлината. Тъй като тези галактики са от същото червено изместване като тези, които искат да изучават, те показват същия етап в галактическата еволюция. Като цяло те са имали 1264 галактики в своята проба за сравнение.
Начинът, по който те проектираха проучването, включваше принцип на науката, който обикновено не се използва в областта на астрономията: сляпото изследване. Цистернас и неговият екип имаха 9 сравнителни галактики - които не съдържаха AGN - на едно и също червено изместване за всяка от техните 140 галактики, които показваха признаци на активно ядро.
Това, което направиха по-нататък, беше да премахнат всички признаци на ярко активното ядро в изображението. Това означава, че галактиките в тяхната извадка от 140 галактики с AGN биха по същество се появи дори на обучено око като галактика без сигнални знаци на AGN. След това те изпратиха контролните галактики и променените AGN изображения на десет различни астрономи и ги помолиха да ги класифицират като „изкривени“, „умерено изкривени“ или „не изкривени“.
Тъй като техният размер на извадката беше доста управляем и изкривяването в много от галактиките би било твърде фино, за да може компютърът да ги разпознае, човешкият мозък, търсещ модел, беше техният инструмент за анализ на изображения. Това може да звучи познато - нещо подобно се прави с огромен успех с хора, които са аматьорски галактически класификатори в Galaxy Zoo.
Когато една галактика се слее с друга галактика, сливането изкривява формата й по начини, които могат да бъдат идентифицирани - тя ще изкриви нормално гладка елиптична галактика извън форма, а ако галактиката е спирала, ръцете изглежда малко „развързани“. Ако беше така, че галактическите сливания са най-вероятната причина за AGN, тогава тези галактики с активно ядро биха били по-вероятни да покажат изкривяване от това минало сливане.
Екипът премина през този процес на заслепяване на изследването, за да елиминира всякакво пристрастие, което онези, които гледат изображенията, трябва да класифицират AGN като по-изкривени. И двете имат сравнително голям размер на извадката от галактики и премахват всякакво пристрастие при анализа на изображенията, те се надяваха окончателно да покажат дали съществува връзката между AGN и сливанията.
Резултатът? Тези галактики с активен галактически нуклеус не показват по-голямо изкривяване като цяло от тези галактики в сравнителната проба. Както авторите заявяват в документа, „Сливанията и взаимодействията, включващи AGN хостове, не са доминиращи и се появяват не по-често, отколкото при неактивни галактики.“
Това означава, че астрономите не могат да посочат галактическите сливания като основна причина за AGN. Проучването показа, че най-малко 75% от създаването на AGN - поне между последните 4-8 милиарда години - трябва да са от източници, различни от галактическите сливания. Вероятно кандидатите за тези източници включват: „галактически тормоз“, онези галактики, които не се сблъскват, но се приближават достатъчно близо, за да могат гравитационно да влияят една върху друга; нестабилността на централната лента в галактика; или сблъсъкът на гигантски молекулярни облаци в галактиката.
Знанието, че AGN не са причинени в голяма степен от галактически сливания, ще помогне на астрономите да разберат по-добре образуването и еволюцията на галактиките. Активните ядра в галактиките, които ги приемат, силно влияят на галактическото образуване. Този процес се нарича „обратна връзка с AGN“, а механизмите и ефектите, произтичащи от взаимодействието между енергията, изтичаща от AGN, и заобикалящия я материал в центъра на галактика, все още е гореща тема за изучаване в астрономията.
Сливанията в по-далечното минало от 8 милиарда години все още могат да са в съответствие с AGN - това проучване изключва само определена популация от тези галактики - и това е въпрос, който екипът планира да предприеме следващите, в очакване на проучвания от космическия телескоп Хъбъл и космическият телескоп Джеймс Уеб. Проучването им ще бъде публикувано в броя от 10 януари на Astrophysical Journal, а предварителен вариант на печат е на разположение на Arxiv.
Източник: HST новини, Институт за астрономия Макс Планк, хартия в Арксив
