En konstnärs skildring av den ljusaste kända galaxen, WISE J224607.57−052635.0, och de tre följeslagare galaxerna den är stripping material från.
(Bild: © NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)
Den mest kända lysande galaxen tycks ha förtärt tre mindre galaxer på samma gång och avslöjat detaljer om varför den skinte så ljust.
Denna upptäckt kan hjälpa till att förklara hur de gigantiska svarta hålen bakom sådana extraordinära ljusshower nådde alltför stora storlekar tidigt i kosmisk historia, enligt den nya studien.
Supermassiva svarta hål med massor miljoner till miljarder gånger solens tros att lura i centrum för de flesta, om inte alla, galaxer. När dessa jättar förtär materia, föreslog tidigare forskning att de släpper extremt stora mängder ljus och troligen är drivkraften bakom kvasarer - brinnande dynamos som är bland universumets ljusaste objekt. [Se den mäktiga kvasaren: Vetenskapen bakom dessa galaktiska fyrar]
Astronomer kan se kvasarer som lyser från kosmos längsta hörn, vilket gör dem till de mest kända föremålen. De längsta kvasarerna är också de tidigaste kvasarerna som har bildats i universumet - ju längre en kvasar är, desto mer tid tog ljuset att nå jorden.
Att förklara hur svarta hål kunde ha ätit upp tillräckligt med materia för att nå supermassiva storlekar tidigt i kosmisk historia har visat sig vara oerhört utmanande för forskare. Som sådan vill forskare undersöka så många tidiga kvasarer som möjligt för att lära sig mer om deras tillväxt.
För denna nya studie fokuserade forskare på kvasaren WISE J224607.57−052635.0, som ligger cirka 25 miljarder ljusår från jorden. Denna galax är relativt liten - bara ungefär en tiondel så bred som Vintergatan, berättade studieförfattaren Tanio Díaz Santos, en astrofysiker vid Diego Portales University i Santiago, Chile, berättade Space.com.
Denna lilla, dammiga kvasar är dock den mest kända lysande galaxen. Det brinner ungefär 10 000 gånger ljusare än Vintergatan och mer än 100 biljoner gånger ljusare än solen, berättade Space.com om medförfattaren Andrew Blain, en astrofysiker vid University of Leicester i England.
WISE J224607.57−052635.0 är också bland de tidigaste kända kvasarerna, med 12,4 miljarder år tillbaka, bara 1,3 miljarder år efter att universum föddes i Big Bang. WISE J224607.57−052635.0 och dess bröder är gemensamt kända som heta, damm-dolda galaxer, eller Hot DOGs för kort, sade forskarna.
Forskarna analyserade WISE J224607.57−052635.0 med hjälp av Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) teleskop i Chile och Karl G. Jansky Very Large Array i New Mexico. De detaljerade sina resultat online idag (15 november) i tidskriften Science.
Blains grupp upptäckte tre små galaxer kopplade till kvasaren via broar av kolrikt damm liknande diesel sot. "Dessa galaxer och broar sträcker sig över ett område i rymden runt W2246 som matchar ungefär storleken på Vintergatan," sa Blain.
Mängden damm i kvasaren ensam var lika med upp till 1,7 miljarder gånger solens massa, och dess satellitgalaxier innehöll minst lika mycket damm totalt. "Vi tror att detta är den första upptäckten av dammiga streamers som förbinder galaxer i ett flertal fusionshändelse vid en så tidig kosmisk tid," sade Díaz.
Elementen i detta damm produceras och sprids runt galaxer genom kärnreaktioner i jätte stjärnor. Detta antyder att den gas som sågs runt denna kvasar var kopplad till stjärnbildning innan dess dramatiska uppblåsning av ljus, ett fynd som kan hjälpa till att belysa hur gas och damm hjälper till att bygga galaxer, sa Blain.
Forskarna föreslår att sammanslagningar mellan galaxer och mindre följeslagare kanske inte bara levererar råmaterialet till kraftiga ljusa kvasarer utan också ger stora mängder damm för att dölja det. Som sådan kan dessa fynd hjälpa till att förklara utseendet på dessa ljusa, dammiga galaxer tidigt i kosmisk historia, sade de.
