Ein Team europäischer Wissenschaftler hat mithilfe virtueller Observatorien Beobachtungen entfernter „Starburst“ -Galaxien verglichen, die bei Radio- und Röntgenwellenlängen erstellt wurden. Dies ist die erste Studie, die Radio- und Röntgenbilder mit der höchsten Auflösung und Empfindlichkeit kombiniert, die in den Staub eindringen und die Zentren einiger dieser entfernten Galaxien verbergen.
Das Team konzentrierte sich auf Galaxien, die so weit entfernt waren, dass ihre Strahlung mehr als sechs Milliarden Jahre dauerte, um uns zu erreichen. Die Galaxien werden so gesehen, wie sie waren, als sie weniger als halb so alt waren wie das heutige Universum.
Dr. Anita Richards (Jodrell Bank Observatory, Universität Manchester) erklärt am Dienstag, dem 5. April, auf dem RAS National Astronomy Meeting in Birmingham, wie das Team das britische MERLIN-Radioteleskop-Array und das Very Large Array verwendet, um zu untersuchen, wie Galaxien im frühen Universum unterscheiden sich von denen in der Nähe.
"Die entfernteren Starburst-Galaxien, die aufgrund ihrer hohen Sternentstehungsrate so genannt werden, produzieren normalerweise 1.000 oder mehr Sonnenmassen von Sternen pro Jahr - mindestens 50-mal mehr als die aktivsten sternbildenden Galaxien im nahe gelegenen Universum", sagte er Dr. Richards.
"Jede entfernte Starburst-Region hat einen Durchmesser von Zehntausenden von Lichtjahren, was etwa dem inneren Viertel der Milchstraße entspricht - ebenfalls weitaus größer als alle Regionen in unserem Teil des Universums."
Die Radiosuche fand in einem Gebiet statt, das als Hubble-Weltraumteleskop Deep Field North bekannt ist - ein Stück Himmel, das kleiner als der Vollmond ist und Zehntausende von Galaxien enthält.
Neben Hubble sind Radioteleskop-Arrays die einzigen Instrumente, die detaillierte Strukturen innerhalb dieser Galaxien erkennen können. Darüber hinaus können nur Radio- oder Röntgenemissionen den dichten Staub in den innersten Regionen einiger dieser Galaxien durchdringen.
Die beiden Hauptquellen für Radiowellen und Röntgenstrahlen sind Sternentstehung und Emissionen von aktiven galaktischen Kernen (AGN), die entstehen, wenn Material in ein massives Schwarzes Loch gesaugt und in Jets ausgestoßen wird. Das Team fand etwa doppelt so viele Starbursts wie AGN, wo diese in Radiobildern unterschieden werden konnten.
Das britische AstroGrid und das europäische AVO? Teile des internationalen virtuellen Observatoriums - wurden verwendet, um Gegenstücke für die Radioquellen aus einer Vielzahl anderer Daten zu finden, die von Archiven und Observatorien auf der ganzen Welt gespeichert wurden. Auf diese Weise wurde entdeckt, dass 50 entfernte Röntgenquellen mit gemessenen Rotverschiebungen auch vom Chandra-Weltraumobservatorium nachgewiesen wurden.
Mithilfe der Tools des virtuellen Observatoriums war es einfach, die Eigenhelligkeit der Quellen zu berechnen, korrigiert um Entfernung und Rotverschiebung. Das Team stellte jedoch fest, dass es keinen offensichtlichen Zusammenhang zwischen Radio- und Röntgenhelligkeit gab. Dies war eine Überraschung, da es in den meisten lokalen Starburst-Galaxien eine solche Verbindung gibt.
Es wurde festgestellt, dass einige der schwächsten Radioquellen die meisten Röntgenstrahlen aussenden und umgekehrt - was darauf hindeutet, dass zwei separate Mechanismen innerhalb jeder Galaxie starke Emissionen an entgegengesetzten Extremen des Spektrums erzeugen.
Mitglieder des European Virtual Observatory-Teams hatten zuvor die Chandra-Röntgendaten und Hubble-Bilder verwendet, um 47 AGN im Hubble Deep Field North zu finden. Diese schienen seitwärts zu sehen zu sein, so dass der staubige Torus, der das Schwarze Loch umgab, alle außer den energischsten Röntgenstrahlen daran hinderte, in unsere Richtung zu gelangen.
"Erstaunlicherweise sahen nur 4 davon in den Funkbeobachtungen wie AGN aus", sagte Richards. "10 hatten Funkemissionen, die für Starbursts charakteristisch sind, 4 konnten nicht klassifiziert werden, und der Rest wurde von Radioteleskopen nicht erkannt."
Die 10 Super-Starburst / AGN-Hybride hatten tendenziell eine höhere Rotverschiebung? Dies deutet darauf hin, dass sie viel weiter von der Erde entfernt sind als die übrigen Radiogalaxien. Über die Hälfte von ihnen gehörte zu den rätselhaften "SCUBA-Quellen". Diese Objekte sind bei Wellenlängen von knapp einem Millimeter sehr hell, wahrscheinlich weil Staub durch heftige Sternentstehung stark erwärmt wird, für die meisten anderen Instrumente jedoch fast unsichtbar.
"Wir kamen zu dem Schluss, dass diese jungen Galaxien nicht nur einer viel heftigeren und ausgedehnteren Sternentstehung ausgesetzt waren als heute, sondern gleichzeitig aktive, supermassereiche Schwarze Löcher fütterten, die für die Röntgenemission verantwortlich waren", sagte Richards.
„Ein Hinweis auf den Ursprung dieses Phänomens ist, dass das Hubble-Weltraumteleskop häufig zwei oder mehr verzerrte Galaxien enthüllt, die mit diesen Quellen assoziiert sind, was darauf hindeutet, dass Galaxienwechselwirkungen in jungen Jahren häufiger vorkamen. Die daraus resultierenden Kollisionen von Gas- und Staubwolken lösen die Sternentstehung aus und speisen auch das zentrale Schwarze Loch.
„Moderne Starburst-Galaxien sind nicht nur bei der Sternentstehung langsamer, sondern haben meistens eine viel ruhigere AGN, wenn überhaupt. Dies ist nicht überraschend, da den Super-Starbursts (nach kosmologischen Maßstäben) ziemlich schnell der Treibstoff ausgehen muss, wenn das gesamte verfügbare Material entweder in Sterne verwandelt oder in das Schwarze Loch gefallen ist. “
Originalquelle: RAS-Pressemitteilung
