Powyższe zdjęcie Hubble'a przedstawia dziwną galaktykę, znaną jako Mrk 273. Dziwny kształt - w tym jasne centrum podczerwieni i długi ogon rozciągający się w przestrzeń na 130 tysięcy lat świetlnych - silnie wskazuje na połączenie galaktyk.
Obserwacje w bliskiej podczerwieni ujawniły jądro z wieloma składnikami, ale przez lata szczegóły takiego widoku pozostawały zasłonięte przez pył. Na podstawie dalszych danych z Keck Telescope, z siedzibą na Hawajach, astronomowie potwierdzili, że obiekt ten jest wynikiem połączenia galaktyk, a jasne centrum podczerwieni składa się z dwóch aktywnych jąder galaktycznych - intensywnie świecących rdzeni zasilanych przez supermasywne czarne dziury.
W centrum każdej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura. Choć nazwa brzmi ekscytująco, nasza supermasywna czarna dziura, Sgr A * jest dość cicha. Ale w centrum każdego wcześnie galaktyka jest odwrotna: aktywne jądra galaktyczne (w skrócie AGN). W pobliskim Wszechświecie jest również dużo AGN, ale pytanie brzmi: jak i kiedy te czarne dziury stają się aktywne?
Aby znaleźć odpowiedź, astronomowie szukają połączenia galaktyk. Kiedy zderzają się dwie galaktyki, supermasywne czarne dziury spadają w kierunku centrum połączonej galaktyki, tworząc podwójny układ czarnych dziur. Na tym etapie pozostają one spokojnymi czarnymi dziurami, ale prawdopodobnie wkrótce staną się aktywne.
„Akrecja materiału na spoczynkową czarną dziurę w centrum galaktyki umożliwi jej powiększenie się, prowadząc do zdarzenia, w którym jądro zostanie„ włączone ”i stanie się aktywne”, dr Vivian U, główny autor studium, powiedział Space Magazine. „Ponieważ interakcja galaktyki zapewnia materiałom gazowym w galaktykach prekursorowych utratę momentu pędu i lejków w kierunku środka układu, uważa się, że odgrywa rolę w wyzwalaniu AGN. Trudno było jednak dokładnie określić, w jaki sposób i kiedy w łączącym się systemie, takie wyzwalanie ma miejsce. ”
Chociaż wiadomo, że AGN może się „włączyć” przed końcowym połączeniem dwóch czarnych dziur, nie wiadomo, kiedy to nastąpi. Sporo systemów nie obsługuje podwójnego AGN. Dla tych, którzy tak robią, nie wiemy, czy nastąpi synchroniczny zapłon, czy nie.
Mrk 273 stanowi potężny przykład do nauki. Zespół użył instrumentów w bliskiej podczerwieni w teleskopie Keck, aby zbadać pył. Adaptacyjna optyka usunęła również efekt rozmycia spowodowany atmosferą ziemską, pozwalając uzyskać znacznie czystszy obraz - pasujący do Kosmicznego Teleskopu Hubble'a z ziemi.
„Punktem kulminacyjnym jest to, że Mrk 273, zaawansowany późny etap łączenia się galaktyk, gości dwa jądra z galaktyk progenitorowych, które jeszcze się nie w pełni zjednoczyły”, wyjaśnia dr U. Obecność dwóch supermasywnych czarnych dziur można łatwo dostrzec szybko obracające się dyski gazowe otaczające dwa jądra.
„Oba jądra zostały już włączone, o czym świadczą obserwowane przez nas skumulowane wypływy (typowy podpis AGN)”, powiedział mi dr U. Tak duża ilość energii uwalnianej z obu supermasywnych czarnych dziur sugeruje, że Mrk 273 jest podwójnym systemem AGN. Te ekscytujące wyniki oznaczają kluczowy krok w zrozumieniu, w jaki sposób połączenia galaktyk mogą „włączyć” supermasywną czarną dziurę.
Zespół zebrał dane w bliskiej podczerwieni dla dużej próbki połączeń galaktyk w różnych stanach scalania. Dzięki nowemu zestawowi danych dr U ma na celu „zrozumieć, jak natura formowania się gwiazdy jądrowej i aktywność AGN może się zmieniać w miarę postępu układu galaktyki w wyniku interakcji”.
Wyniki zostaną opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal (preprint dostępny tutaj).
