A galaxisoknak csendes múltja volt

A tömegmérés feltárja a fekete lyuk és annak Tejút történetét

A J090543.56 + 043347.3 galaxis képének színei jelzik, hogy a galaxis érintett területén a gáz elmozdul-e felé, vagy milyen gyorsan, vagy milyen gyorsan. Ezen információk alapján a kutatók rekonstruálták a Tejút rendszer dinamikus tömegét. A középső csillag az aktív galaxismag helyzetét jelöli, a kontúr az általa kibocsátott fény fényerejét jelöli. A mélykék képpontok azt jelzik, hogy a gáz sebességgel 250 km / s sebességgel halad felénk, sötétvörös pontok pedig 350 km / s-en haladnak. © KJ Inskip / MPIA
felolvasta

Nem pontosan könnyű kilenc milliárd fényév távolságra mérni a galaxist. A Max Planck kutatói ezt a feladatot a legújabb eszközök és elemzési módszerek felhasználásával már elsajátították. A tömegmeghatározás lehetővé teszi számunkra, hogy a korábban lehetségesnél pontosabban rekonstruáljuk a galaxisok és a fekete lyukak központi régióiban kialakult fejlődését. Az első eredmény azt mutatja, hogy a galaxisok kozmikus története nem volt időigényes változás.

Az utóbbi évtizedek egyik legizgalmasabb csillagászati ​​felfedezése az a felfedezés, hogy a legtöbb központi galaxisuk óriási fekete lyukakat tartalmaz, és hogy közvetlen kapcsolat áll fenn egy ilyen fekete lyuk tömege és galaxisának tömege között. Ezt a tényt nem csak a megfigyelésekből lehet levezetni.

Bepillantás a múltba

Ahogyan a Max Planck Csillagászati ​​Intézet csillagászai nemrégiben felfedezték, ez közvetlenül következik a galaxisok evolúciójának jelenlegi szabványos modelljéből, az úgynevezett hierarchikus modellből. Ezt követően a csillagrendszerek az idő múlásával növekednek, ha kisebb galaxisokat építnek be, vagy összeolvadnak hasonló méretű galaxisokkal.

Mivel a csillagászok egyre távolabbi tárgyakat figyelnek a kozmoszban, automatikusan tovább és tovább térnek vissza a múltba. Mert a fény véges sebességgel halad tovább. Úgy látjuk a napot, mint körülbelül nyolc perccel ezelőtt, mert a fénynek erre az időre van szüksége a föld eléréséhez. Tehát, ha egymástól távol eső galaxiseket tanulmányozunk, akkor közvetlenül megmérhetjük, hogy a galaxis tömege és a központi fekete lyuk tömege közötti kapcsolat idővel megváltozott-e.

A hagyományos képeken, mint például a felmérésből származó ez a kép, a Sloan Digital Sky Survey J090543.56 + 043347.3 elemét látják jellemző nélküli fénypontnak. - A Sloan Digital Sky felmérése

Újonnan kifejlesztett eljárás használatban

Ugyanakkor az öt milliárd fényév távolságban lévő galaxisok esetében az ilyen vizsgálatoknak nagyon nehéz a harcuk. A tömegmérés a fekete lyuknál viszonylag egyszerű: Általában az úgynevezett aktív galaxisokat vesszük figyelembe, amelyekkel a fekete lyuk tömegét jól bevált módszerekkel becsülhetjük meg. Mivel az aktív galaxisokban a központi gravitációs szörny továbbra is nyel a környező anyagokat, ami hatalmas mennyiségű elektromágneses sugárzást bocsát ki. A sugárzás bizonyos tulajdonságai alapján következtethetünk a fekete lyuk tömegére. A kihívás inkább a galaxis tömegének egészének meghatározása. Ilyen nagy távolságokon a szokásos módszerek csak nagyon bizonytalan eredményeket vagy nem mutatnak eredményt. kijelző

A Max Planck Csillagászati ​​Intézet egy csapata, elsőként Katherine Inskip vezetésével, először alakította ki egyidejűleg a galaxis tömegét és a középső fekete lyukot egy újonnan kifejlesztett módszerrel, amely más távoli galaxisokra is vonatkozik levelek. A csillagászok a galaxist J090543.56 + 043347 néven ismerik. 8, 8 milliárd fényévnyire van a Földtől.

Mért dinamikus tömeg

A tudósoknak sikerült közvetlenül megmérni ennek az aktív galaxisnak az úgynevezett dinamikus tömegét. A következőről szól: egy galaxis csillagai és gázfelhői, amelyek lassan keringnek a galaktikus központ körül; napunk 250 millió évente befejezi egy ilyen körforgást. A csillagok és a csillagközi felhők körüli sebessége közvetlenül függ a távolságtól a központtól és attól, hogy a tömeg hogyan oszlik meg a galaxisban. Ki méri ezeket a keringési sebességeket, az meg tudja határozni a galaxis össztömegét is.

Egy ilyen tömegmeghatározást azonban sokkal könnyebben lehet mondani, mint megtenni. A csillagászok méréseik során jelentős erőfeszítéseket kellett tenniük a megfigyelés és az adatok elemzése terén. A fekete lyuk tömegével kombinálva, amelyet a kutatók ugyanazon adatokból származtattak, ez azt mutatja: A két tömeg kapcsolata ugyanaz a távoli galaxisban, mint a közvetlen galaktikus szomszédságunkban. Nyilvánvalóan nem sok történt azóta és mostanáig. Legalább e távolságig, kilenc milliárd évvel ezelőtt a galaxisok és a fekete lyukak közötti kapcsolat megegyezik a mai galaxisok helyzetével.

15 további galaxis a látnivalókban

Inskip és kollégái új módszert akarnak alkalmazni 15 másik galaxis mintájára. Ha ez megerősíti az eredményt, akkor a legtöbb galaxisnak az elmúlt kilenc milliárd évben - vagyis a kozmikus történelem több mint felének - volna szemlélődőbb élete. És csak nagyon fokozatosan és korlátozott mértékben változik. (Astrophysical Journal, 2011)

(MPG, 2011.10.4. - DLO)