Zrozumienie formowania się gwiazd i galaktyk na początku historii Wszechświata nadal jest nieco zagadką, a nowe badania mogły obrócić nasze obecne zrozumienie. Wyniki dostarczyły przytłaczających dowodów na to, że strumienie radiowe wystające z centrum galaktycznego zwiększają tworzenie gwiazd - wynik, który jest bezpośrednio sprzeczny z obecnymi modelami, w których tworzenie gwiazd jest utrudnione lub nawet zatrzymane.
Wszystkie wczesne galaktyki składają się z intensywnie świecących rdzeni zasilanych przez ogromne czarne dziury. Te tak zwane aktywne jądra galaktyczne, w skrócie AGN, są nadal przedmiotem intensywnych badań. Jeden szczególny mechanizm badany przez astronomów znany jest jako sprzężenie zwrotne AGN.
„Informacja zwrotna to slangowe określenie astronoma dotyczące sposobu, w jaki AGN - z dużą ilością uwalniania energii - wpływa na galaktykę gospodarza”, powiedział dr Zinn, główny badacz tego badania, czasopismo Space Magazine. Wyjaśnił, że zarówno pozytywne sprzężenie zwrotne, w którym AGN będzie wspierać główną aktywność galaktyki: tworzenie gwiazd, jak i ujemne sprzężenie zwrotne, w których AGN będzie hamować, a nawet zatrzymywać tworzenie gwiazd.
Obecne symulacje wzrostu galaktyki wywołują silne ujemne sprzężenie zwrotne.
„W większości symulacji kosmologicznych sprzężenie zwrotne AGN jest wykorzystywane do obcinania formowania się gwiazd w galaktyce gospodarza” - powiedział Zinn. „Jest to konieczne, aby zapobiec, aby symulowane galaktyki stały się zbyt jasne / masywne.”
Zinn i in. znalazł mocne dowody na to, że nie dotyczy to dużej liczby wczesnych galaktyk, twierdząc, że obecność AGN faktycznie wzmaga formowanie się gwiazd. W takich przypadkach całkowite tempo formowania się gwiazd w galaktyce może zostać zwiększone 2–5 razy.
Ponadto zespół wykazał, że dodatnie sprzężenie zwrotne występuje w AGN. Istnieje silna korelacja między daleką podczerwienią (wskazującą na powstawanie gwiazd) a radiem.
Otóż korelacja między radiem a daleką podczerwienią nie jest obca astronomii galaktycznej. Gwiazdy tworzą się w wyjątkowo zapylonych regionach. Pył ten pochłania światło gwiazd i emituje je w dalekiej podczerwieni. Następnie gwiazdy giną w wielkich eksplozjach supernowych, powodując potężne fronty uderzeniowe, które przyspieszają elektrony i prowadzą do emisji silnego promieniowania synchrotronowego w radiu.
Korelacja ta jest jednak dziwniejsza w badaniach AGN. Klucz leży w dżetach radiowych, które wnikają daleko w samą galaktykę gospodarza. „Strumień wystrzeliwany z AGN uderza w międzygwiezdny gaz galaktyki gospodarza, a tym samym wywołuje wstrząsy naddźwiękowe i turbulencje”, wyjaśnia Zinn. „Skraca to czas zlepiania się gazu, dzięki czemu może on szybciej i wydajniej kondensować się w gwiazdy”.
To nowe odkrycie pokazuje, że dokładne mechanizmy interakcji AGN z galaktykami gospodarza są znacznie bardziej skomplikowane, niż wcześniej sądzono. Przyszłe obserwacje prawdopodobnie pozwolą na nowe zrozumienie ewolucji galaktyk.
Zespół wykorzystał dane przede wszystkim z obrazu Chandra Deep Field South
ale także dane z Hubble'a, Herschela i Spitzera.
Wyniki zostaną opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal (preprint dostępny tutaj).
