Egy nemzetközi csillagászcsoport a világ legjobb távcsöveinek, köztük a Subaru teleszkóp megfigyelési adatainak segítségével vizsgálták a korai Világegyetem haldokló galaxisainak szupernagy tömegű, aktív fekete lyukaiból származó jeleket. Ezeknek az aktív szupernagy tömegű fekete lyukaknak a megjelenése korrelál a galaxisban bekövetkezett változásokkal, ez pedig arra utal, hogy egy fekete lyuk jelentős hatást gyakorolhat galaxisának fejlődésére.

Saját galaxisunk, a Tejútrendszer különböző korú csillagoknak ad otthont, köztünk még kialakulóban lévő csillagoknak is. Más galaxisokban azonban, amelyeket elliptikus galaxisként ismerünk, az összes csillag idős és nagyjából egykorú. Ez arra utal, hogy az elliptikus galaxisok életének korai szakaszában a csillagkeletkezés aktív időszaka hirtelen véget ért, de nem tudjuk pontosan, hogy ez miért történt meg egyes galaxisokban, míg másokban nem. Az egyik lehetőség az, hogy vannak csillagvárosok, amelyekben egy szupernagy tömegű fekete lyuk oly mértékben pusztítja a gázanyagot, hogy az így kialakuló környezet alkalmatlan lesz a csillagkeletkezésre.

A csillagászok távoli galaxisokat vizsgáltak, hogy teszteljék az elméletet. Mivel a fény sebessége véges, időbe telik, amíg eljut egyik helyről a másikra az űrben. Egy 10 milliárd fényévre lévő objektum fényének 10 milliárd évig tart a Földre jutni. Így amit ma látunk, az a galaxis 10 milliárd évvel ezelőtti állapotát mutatja. A távoli galaxisokat vizsgálva tehát a múltat vizslatjuk. A nagy távolság azonban azzal is jár, hogy ezek a távoli galaxisok halványnak látszanak, ami megnehezíti a megfigyelésüket.

Egy nemzetközi kutatócsoport Kei Ito (SOKENDAI) vezetésével a COSMOS égboltfelmérési program adataiból választott ki 9,5–12,5 milliárd fényévre lévő galaxisokat. A COSMOS a világ vezető távcsöveinek adatait egyesíti, köztük az ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) antennarendszerét és a Subaru teleszkópét. A COSMOS felmérés az elektromágneses sugárzás rádió-, infravörös, látható és röntgentartományában rögzített adatokat is tartalmazza.

A COSMOS felmérés által vizsgált égterület a kutatásban szereplő galaxisokról készített felvételekkel körülvéve. Ezekben a galaxisokban körülbelül 10 milliárd évvel ezelőtt megszűnt a csillagképződés. (A három színből álló hamisszínes felvételek a Subaru távcső és a VISTA adatait egyesítik.) (Forrás: NAOJ)

A kutatók először az optikai és infravörös adatok segítségével a galaxisok két csoportját azonosították: azokat, amelyekben éppen csillagképződési folyamat zajlik, és azokat, amelyekben ez már leállt. A röntgen- és rádiócsillagászati adatok jel–zaj viszonya túl alacsony volt az egyes csillagvárosok elkülönítéséhez. Ezért a kutatók egyesítették a különböző galaxisokra vonatkozó adatokat, hogy magasabb jel–zaj viszonyú képeket kapjanak az „átlagos” példányokról. Az átlagolt képeken a kutatók azokban a galaxisokban is találtak mind röntgen-, mind rádiósugárzást, amelyekben nem zajlik csillagképződés. Ez az első alkalom, hogy ilyen sugárzást érzékeltek több mint 10 milliárd fényévre lévő galaxisokból. Ráadásul az eredmények azt mutatják, hogy a tapasztalt röntgen- és rádiósugárzás túl erős ahhoz, hogy pusztán a galaxisban lévő csillagokkal megmagyarázható legyen, ami arra utal, hogy egy aktív, szupernagy tömegű fekete lyuk lehet a galaxisban. Ennek a fekete lyuknak a sugárzása gyengébb, mint a csillagképző galaxisoké.

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a korai Világegyetemben a csillagkeletkezés leállása összefüggésben van a szupernagy tömegű fekete lyukak fokozott aktivitásával.

Az eredményeket ismertető szakcikk a The Astrophysical Journal című lapban jelent meg.

Forrás: NAOJ