Analyser af 199 Mælkevejes-lignende galakser har vist hvad der gør de centrale sorte huller mere aktive: De centrale supermassive sorte huller "tænder" normalt ca. 700millioner år efter større galakse-kollisioner.

Mælkjevejens centrale sorte hul's masse er bleve målt til 4 millioner solmasser. Men de undersøgte 199 galakser's centrale sorte huller har typisk en masse på 400 millioner solmasser og lyser meget klarere.

Så hvad er det der gør forskellen?

En undersøgelse for nylig dokumenterede en sammenhæng mellem en galakse kollision og dannelsen af de centrale sorte huller, og mellem de centrale sorte huller og modergalaksens vækst. Så forfatterne til den nye undersøgelse satte sig for at se om der skulle være en tilsvarende årsagssammenhæng mellem de "almindelige" galaksekerner og de aktive kerner som lyser klarere.

Nu kan man ikke se sorte huller, uanset hvor tunge de er,  så astronomerne mener at lyset fra dem stammer fra det indfaldende stof som det sorte hul suger til sig fra omgivelserne. Lyset dannes når stoffet accelereres ind mod hændelseshorisonten fra den skive af stof der samler sig om det sorte hul, som en trafikprop i kredsløbet ind mod den.

Men det er uklart hvor det ekstra stof i de aktive galakser kommer fra; Om det er stof der tilføres ekstraordinært eller "bare" stof der hives ind fra galakseskiven som en følge af ustabilitet i kredsløbene om galaksen.

"Vi udvalgte galakser efter deres hårde røntgen-udstråling, som vi valgte ud fra Swift-BAT all-sky survey'et,som giver en uovertruffen dybde og karakteristik af kildernes proportioner" siger Nico Cappelluti fra Max Planck Institutet for Extraterrestrial Physics og hovedforfatter til artiklen. "Med dette survey har vi en komplet prøve af de lokale aktive galakser og kan dermed måle de sorte huller og galaksernes halo af mørkt stof lige i vores egen "kosmologiske baggård" tilføjer Marco Ajello, fra Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology ved Stanford, USA.

Dermed har man fået et statistisk materiale til at undersøger galakserne og deres samspil.

Undersøgelsen viser at galaksernes i gennemsnit har et centralt sort hul med en masse på 300 millioner solmasser, og at galakserne typisk har en masse på 200 milliarder solmasser som er omgivet af en sky af mørkt stof med en masse på 100 x Mælkevejens masse. Lysudstrålingen er proportional med størrelsen af galakserne, så det er de større galakser med de tungeste sorte huller der gennemsnitligt lyser mest.

Ved at sammenholde observationerne med teoretiske modeller af deres historie, har de fundet at den mest sandsynlige scenarie for de aktive galakser er galakse kollisioner.

"De aktive galaksers kerner "tændes" ca. 700 millioner år efter større galakse sammenstød, og skinner klarest i den første del af deres historie, hvor de også vokser mest. Efter 200-500 millioner år, aftager deres udstråling, efterhånden som gas-reservoirerne udtømmes. Senere - idag -er de vokset til supermassive sorte huller med masser på mellem 100 og 1.000 millioner solmasser og lyser med moderat  lysstyrke sammenlignet med de øvrige galakser" forklarer Cappelluti

Resultaterne som publiceres i Astrophysical Journal, er et vigtigt bidrag til vores forståelse af de super massive sorte hullers oprindelse, som har været et åbent spørgsmål i godt et århundrede.

I de kommende år vil bla. det nye røntgen rumteleskop eROSITA som er under konstruktion på Max Planck Institutet for Extraterrestrial Physics, kortlægge de sorte huller og den mørke masse yderligere, og dermed forhåbentligt give os et helt klart billede af sammenhængene

Kilde: Max Planck Institutet