Jets Boost — Not Hinder — Σχηματισμός άστρων στους Πρώιμους Γαλαξίες, προτείνει νέα μελέτη

Η κατανόηση του σχηματισμού των άστρων και των γαλαξιών στις αρχές της ιστορίας του Σύμπαντος εξακολουθεί να είναι κάπως αίνιγμα και μια νέα μελέτη μπορεί να έχει ανατρέψει την τρέχουσα κατανόησή μας. Μια πρόσφατη έρευνα χρησιμοποίησε αρχειακά δεδομένα από τέσσερα διαφορετικά τηλεσκόπια για να αναλύσει εκατοντάδες γαλαξίες. Τα αποτελέσματα παρείχαν συντριπτικά στοιχεία ότι οι ραδιοπίδακες που προεξέχουν από ένα γαλαξιακό κέντρο ενισχύουν το σχηματισμό άστρων - ένα αποτέλεσμα που έρχεται σε άμεση αντίθεση με τα σημερινά μοντέλα, όπου ο σχηματισμός αστεριών παρεμποδίζεται ή ακόμα και σταματά.

Όλοι οι πρώτοι γαλαξίες αποτελούνται από έντονα φωτεινούς πυρήνες που τροφοδοτούνται από τεράστιες μαύρες τρύπες. Αυτοί οι λεγόμενοι ενεργοί γαλαξιακόι πυρήνες, ή AGN για συντομία, εξακολουθούν να είναι το θέμα της έντονης μελέτης. Ένας συγκεκριμένος μηχανισμός που μελετούν οι αστρονόμοι είναι γνωστός ως ανάδραση AGN.

«Η ανατροφοδότηση είναι ο όρος αργκό του αστρονόμου για τον τρόπο με τον οποίο ένα AGN - με τη μεγάλη ποσότητα απελευθέρωσης ενέργειας - επηρεάζει τον γαλαξία του ξενιστή του», είπε πρόσφατα στο Universe Today ο Δρ. Zinn, επικεφαλής ερευνητής σε αυτήν τη μελέτη. Εξήγησε ότι υπάρχει και θετική ανάδραση, στην οποία το AGN θα ενισχύσει την κύρια δραστηριότητα του γαλαξία: σχηματισμό αστεριών και αρνητική ανάδραση, στην οποία το AGN θα εμποδίσει ή ακόμα και θα σταματήσει το σχηματισμό άστρων.

Οι τρέχουσες προσομοιώσεις της ανάπτυξης των γαλαξιών προκαλούν ισχυρή αρνητική ανάδραση.

«Στις περισσότερες κοσμολογικές προσομοιώσεις, η ανάδραση AGN χρησιμοποιείται για την περικοπή του σχηματισμού αστεριών στον γαλαξία-ξενιστή», είπε ο Zinn. 'Αυτό είναι απαραίτητο για να αποτρέψουμε τους προσομοιωμένους γαλαξίες από το να γίνουν πολύ φωτεινοί/μεγάλοι.'

Οι Zinn et al. βρήκε ισχυρές αποδείξεις ότι αυτό δεν ισχύει για μεγάλο αριθμό πρώιμων γαλαξιών, υποστηρίζοντας ότι η παρουσία ενός AGN ενισχύει πραγματικά τον σχηματισμό άστρων. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ο συνολικός ρυθμός σχηματισμού άστρων ενός γαλαξία μπορεί να ενισχυθεί κατά 2 – 5.

Επιπλέον, η ομάδα έδειξε ότι η θετική ανάδραση εμφανίζεται στο ραδιοφωτεινό AGN. Υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μεταξύ του μακρινού υπέρυθρου (ενδεικτικό σχηματισμού αστεριών) και του ραδιοφώνου.

Τώρα, μια συσχέτιση μεταξύ του ραδιοφώνου και του μακρινού υπέρυθρου δεν είναι ξένη στη γαλαξιακή αστρονομία. Τα αστέρια σχηματίζονται σε εξαιρετικά σκονισμένες περιοχές. Αυτή η σκόνη απορροφά το φως των αστεριών και το εκπέμπει ξανά στο μακρινό υπέρυθρο. Στη συνέχεια, τα αστέρια πεθαίνουν σε τεράστιες εκρήξεις σουπερνόβα, προκαλώντας ισχυρά μέτωπα κρούσης, τα οποία επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια και οδηγούν στην εκπομπή ισχυρής ακτινοβολίας συγχρονών στο ραδιόφωνο.

Ωστόσο, αυτή η συσχέτιση είναι άγνωστη στις μελέτες AGN. Το κλειδί βρίσκεται στους πίδακες ραδιοφώνου, οι οποίοι διεισδύουν πολύ στον ίδιο τον γαλαξία που φιλοξενεί. Ένας «πίδακας που εκτοξεύεται από το AGN χτυπά το διαστρικό αέριο του ξενιστή γαλαξία και έτσι προκαλεί υπερηχητικούς κραδασμούς και αναταράξεις», εξηγεί ο Zinn. «Αυτό μειώνει τον χρόνο συσσώρευσης του αερίου έτσι ώστε να μπορεί να συμπυκνωθεί σε αστέρια πολύ πιο γρήγορα και αποτελεσματικά».

Αυτό το νέο εύρημα μεταδίδει ότι οι ακριβείς μηχανισμοί στους οποίους το AGN αλληλεπιδρά με τους γαλαξίες-ξενιστές τους είναι πολύ πιο περίπλοκοι από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις πιθανότατα θα δώσουν μια νέα κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών.

Η ομάδα χρησιμοποίησε δεδομένα κυρίως από το Εικόνα Chandra Deep Field South
αλλά και στοιχεία από τα Hubble, Herschel και Spitzer.

Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν στο Astrophysical Journal (διατίθεται προεκτύπωση εδώ ).