Hubble-bilden ovan visar en konstig galax, känd som Mrk 273. Den udda formen - inklusive den infraröda ljusa mitten och den långa svansen som sträcker sig ut i rymden under 130 tusen ljusår - tyder starkt på en sammanslagning mellan galaxerna.
Nära infraröda observationer har avslöjat en kärna med flera komponenter, men i flera år har detaljerna i en sådan syn blivit dold av damm. Med ytterligare data från Keck-teleskopet, baserat på Hawaii, har astronomer verifierat att detta objekt är resultatet av en sammanslagning mellan galaxer, med det infraröda ljusa centrumet som består av två aktiva galaktiska kärnor - intensivt ljuskärnor drivna av supermassiva svarta hål.
I mitten av varje enda galax finns ett supermassivt svart hål. Medan namnet låter spännande, är vårt supermassiva svarta hål, Sgr A * ganska lugnt. Men i centrum för alla tidigt galaxen vetter motsatsen: en aktiv galaktisk kärna (AGN för kort). Det finns gott om AGN i det närliggande universum också, men frågan står: hur och när blir dessa svarta hål aktiva?
För att hitta svaret tittar astronomer på sammanslagning av galaxer. När två galaxer kolliderar, faller de supermassiva svarta hålen mot mitten av den sammanslagna galaxen, vilket resulterar i ett binärt svarthålssystem. I detta skede förblir de lugna svarta hål, men kommer troligen att bli aktiva snart.
"Tillträde av material till ett lugnt svart hål i mitten av en galax kommer att göra det möjligt att växa i storlek, vilket leder till händelsen där kärnan" slås på "och blir aktiv", säger Dr. Vivian U, huvudförfattare på studera, berättade Space Magazine. ”Eftersom galaxinteraktion tillhandahåller medel för gasformigt material i efterföljande galaxer för att förlora vinkelmoment och trattar mot systemets centrum, tros det spela en roll i att trigga AGN. Det har emellertid varit svårt att fastställa exakt hur och när denna utlösning sker i ett sammanslagningssystem. ”
Även om det har varit känt att en AGN kan "slå på" innan den slutliga sammanfallningen av de två svarta hålen, är det okänt när detta kommer att hända. Många system är inte värd för dual AGN. För dem som gör det vet vi inte om synkron tändning inträffar eller inte.
Mrk 273 ger ett kraftfullt exempel att studera. Teamet använde nästan infraröda instrument på Keck-teleskopet för att undersöka dammet. Adaptiv optik tog också bort suddighetspåverkan som orsakades av jordens atmosfär, vilket möjliggjorde en mycket renare bild - matchande Hubble rymdteleskop, från marken.
"Stanslinjen är att Mrk 273, ett avancerat sammanslagningssystem för galax i sena steg, är värd för två kärnor från de föregångsgalaxier som ännu inte fullständigt sammanfaller," förklarar Dr. U. Närvaron av två supermassiva svarta hål kan lätt urskiljas från de snabbt roterande gasskivorna som omger de två kärnorna.
”Båda kärnorna har redan aktiverats, vilket framgår av kollimerade utflöden (en typisk AGN-signatur) som vi observerar”, sa Dr. U till mig. En så stor mängd energi som frigörs från båda supermassiva svarta hål antyder att Mrk 273 är ett dubbelt AGN-system. Dessa spännande resultat markerar ett avgörande steg för att förstå hur galaxfusioner kan "slå på" ett supermassivt svart hål.
Teamet har samlat nära infraröd data för ett stort urval av galaxfusioner i olika sammanslagningstillstånd. Med den nya datauppsättningen siktar Dr. U "att förstå hur naturen av kärnstjärnbildning och AGN-aktivitet kan förändras när ett galaxsystem utvecklas genom interaktionen."
Resultaten kommer att publiceras i Astrophysical Journal (förtryck tillgängligt här).
