Hubble Space Telescope har gjort det igen. Uppenbarligen började dessa centrala svarta hål sitt liv när deras värdgalaxier först bildades!
”Det är ett slags kyckling- eller äggproblem: Vilket kom först, det supermassiva svarta hålet eller den massiva galaxen? Denna studie visar att även lågmassa galaxer har supermassiva svarta hål, säger Jonathan Trump, en postdoktorisk forskare vid University of California, Santa Cruz. Trump är den första författaren till studien, som har accepterats för publicering i Astrophysical Journal.
Det är ett annat kosmiskt förhållande. Som vi har lärt oss är stora galaxer värd för centrala supermassiva svarta hål och många av dem är AGN-sorten. Men det verkliga pusslet är varför innehåller vissa mindre galaxer dem när de flesta inte gör det? Genom att titta närmare på dvärggalaxier cirka 10 miljarder ljusår bort når astronomer tillbaka i tiden till när universum var ungefär en uppskattad fjärdedel av sin nuvarande ålder.
”När vi ser för 10 miljarder år sedan tittar vi på universums tonår. Så det här är väldigt små, unga galaxer, ”sade Trump.
Om ditt sinne fortfarande undrar vad en "slitless grism" är, undrar du inte mer. Det är en del av Hubbles WFC3-infraröda kamera som tillhandahåller spektroskopisk information. Tack vare mycket detaljerad information om de olika våglängderna i ljuset kunde teamet Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) uppnå separata spektra från varje sektor i kandidatgalaxerna och identifiera utsläpp från svarta hålkällor.
"Detta är den första studien som kan undersöka förekomsten av små svarta hål med låg ljusstyrka tillbaka i tiden", säger medförfattare Sandra Faber, universitetsprofessor i astronomi och astrofysik vid UC Santa Cruz och CANDELS huvudutredare. ”Fram till nu har observationer av avlägsna galaxer konsekvent förstärkt de lokala fynden - avlägsna svarta hål som aktivt ansluter sig bara till stora galaxer. Vi har nu ett stort pussel: Vad hände med dessa dvärggalaxier? ”
Det är möjligt att de är föregångare till de enorma galaxerna vi ser idag. "Vissa kan förbli små, och andra kan växa till något som Vintergatan," sade Trump. Men denna teori är en sammansättning i sig. Enligt Faber: ”För att bli stora galaxer idag, skulle dvärggalaxierna behöva växa i mycket högre takt än standardmodeller förutspår. Om de förblir små, bör dvärggalaxier i närheten också ha centrala svarta hål. Det kan finnas en stor population av små svarta hål i dvärggalaxier som ingen har märkt förut. ”
Men dessa avlägsna små dvärgar är inte tyst - de bildar aktivt nya stjärnor. Enligt Trump är ”deras stjärnbildningsgrad ungefär tio gånger mjölkvägens. Det kan finnas en koppling mellan den och de aktiva galaktiska kärnorna. När det finns gas att bilda nya stjärnor är det också tillgängligt att mata det svarta hålet. "
Men Hubble var inte det enda instrumentet som var intresserad av de 28 små galaxstudierna. Teamet anställde också röntgenuppgifter som förvärvats av NASA: s Chandra röntgenobservatorium. För att hjälpa till att förfina sin information om så små, svaga föremål kombinerades data för att förbättra signal-brus-förhållandet.
"Detta är en kraftfull teknik som vi kan använda för liknande studier i framtiden på större prover av objekt," sade Trump. "Tillsammans antyder kompaktheten av den staplade OIII-rumsprofilen och de staplade röntgenuppgifterna att åtminstone några av dessa lågmassa galaxer med låg metallitet har svaga aktiva galaktiska kärnor."
Original historikälla: University of Santa Cruz News. För vidare läsning: A CANDELS WFC3 Grism Study of Emission-Line Galaxies at z ~ 2: En blandning av kärnkraftsaktivitet och stjärnformering med låg metallicitet.
