Ett team av europeiska forskare har använt virtuella observatorier för att jämföra observationer av avlägsna "starburst" -galaxer gjorda vid radio- och röntgenvåglängder. Detta är den första studien som kombinerar högsta upplösning och känslighet radio- och röntgenbilder som tränger igenom dammet som döljer centrum för några av dessa avlägsna galaxer.
Teamet fokuserade på galaxer så långt borta att deras strålning tog mer än sex miljarder år att nå oss. Galaxerna ses som de var när de var mindre än halva den ålder som universumet är idag.
Anita Richards (Jodrell Bank Observatory, University of Manchester) som talade tisdag 5 april vid RAS National Astronomy Meeting i Birmingham kommer att förklara hur teamet använde Storbritanniens MERLIN-serie med radioteleskop och Very Large Array för att undersöka hur galaxer i det tidiga universum skiljer sig från de i närheten.
"De mer avlägsna starburst-galaxerna, så kallade på grund av deras höga hastighet på stjärnbildningen, producerar vanligtvis 1 000 eller fler solmassor av stjärnor per år - minst 50 gånger mer än de mest aktiva stjärnbildande galaxerna i det närliggande universum," sade Dr. Richards.
"Varje avlägsna starburstregion är tiotusentals ljusår över, vilket motsvarar ungefär det inre kvartalet av Vintergatan - också mycket större än några sådana regioner som finns i vår del av universum."
Radiosökningen ägde rum i ett område känt som Hubble Space Telescope Deep Field North - en lapp med himmel mindre än fullmånen som innehåller tiotusentals galaxer.
Förutom Hubble är radioteleskopmatriser de enda instrumenten som kan se detaljerade strukturer inom dessa galaxer. Dessutom är det bara radio- eller röntgenutsläpp som kan tränga in i det täta dammet i de inre regionerna av några av dessa galaxer.
De två huvudkällorna till radiovågor och röntgenstrålar är stjärnbildning och utsläpp från Active Galactic Nuclei (AGN) som genereras när material sugs in i ett massivt svart hål och kastas ut i jetstrålar. Teamet hittade ungefär dubbelt så många starbursts som AGN, där dessa kunde särskiljas i radiobilder.
Storbritanniens AstroGrid och den europeiska AVO? delar av det internationella virtuella observatoriet - användes för att hitta motsvarigheter till radiokällorna från en mängd andra data som finns i arkiv och observatorier runt om i världen. På detta sätt upptäcktes att 50 avlägsna röntgenkällor med uppmätta rödförskjutningar också hade upptäckts av Chandra-rymdobservatoriet.
Virtual Observatory-verktyg gjorde det enkelt att beräkna källornas inre ljusstyrka, korrigerad för avstånd och rödförskjutning. Teamet fann emellertid att det inte fanns något uppenbart samband mellan radio- och röntgenstrålning. Detta var en överraskning eftersom det finns en sådan länk i de flesta lokala galna galger.
Vissa av de svagaste radiokällorna visade sig ge ut de flesta röntgenstrålar och vice versa - vilket tyder på att två separata mekanismer inom varje galax genererade kraftfulla utsläpp i motsatta ytterpunkter av spektrumet.
Medlemmar av European Virtual Observatory-teamet hade tidigare använt Chandra-röntgendata och Hubble-bilder för att hitta 47 AGN i Hubble Deep Field North. Dessa tycktes ses i sidled, så att den dammiga torusen som omger det svarta hålet blockerade alla utom de mest energiska röntgenstrålarna från att komma ut i vår riktning.
"Förvånande nog såg bara fyra av dessa ut som AGN i radioobservationerna," sade Richards. "10 hade radioutsläpp som är karakteristiska för starbursts, 4 kunde inte klassificeras, och resten gick oupptäckta av radioteleskop."
De 10 super-starburst / AGN-hybriderna tenderade att vara på en högre rödförskjutning? vilket indikerar att de är mycket längre bort från jorden än resten av radiogalaxerna. Över hälften av dem var bland de gåtfulla "SCUBA-källorna". Dessa föremål är mycket ljusa på våglängder strax under en millimeter, antagligen till följd av att damm värms starkt av våldsam stjärntillverkning, men nästan osynlig för de flesta andra instrument.
"Vi drog slutsatsen att inte bara de här unga galaxerna genomgick mycket mer våldsamma och utökad stjärnbildning än vi ser idag, utan de matade samtidigt aktiva, supermassiva svarta hål som är ansvariga för röntgenutsläppet," sade Richards.
”En ledtråd till ursprunget till detta fenomen är att Hubble Space Telescope ofta avslöjar två eller flera förvrängda galaxer associerade med dessa källor, vilket tyder på att galaxinteraktion var vanligt när universum var ung. De efterföljande kollisionerna av gas- och dammmoln utlöser stjärnbildningen och matar också det centrala svarta hålet.
”Moderna starburst-galaxer är inte bara långsammare vid stjärnbildningen, utan har oftast mycket tystare AGN, om någon. Detta är inte förvånande eftersom super-starbursts måste ta slut med bränsle ganska snabbt (enligt kosmologiska standarder), när allt tillgängligt material antingen har förvandlats till stjärnor eller fallit i det svarta hålet. ”
Originalkälla: RAS News Release
