Wenn Galaxien älter werden, hört der Sternentstehungsprozess dort auf. Aber warum? Es scheint, dass Astronomen den Täter bei der Verfolgung gefunden haben.
Wir wissen derzeit, dass die meisten Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher in ihrem Zentrum haben. Einige Energiephänomene treten bei diesen galaktischen Monstern auf, insbesondere wenn etwas in ihre Akkretionsscheibe und ihren Ereignishorizont fällt. Häufig steuert die vom aktiven Kern der Galaxie (wo sich diese Schwarzen Löcher befinden) erzeugte Energie die Sternentstehung der gesamten Galaxie.
In einer neuen Studie, die im Monthly Notices Magazine der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, glauben Forscher, den Grund gefunden zu haben, warum die Galaxien den Sternentstehungsprozess mit zunehmendem Alter abschalten.
Dies ist eine unglaublich detaillierte Ansicht des Hubble-Teleskops an der Spiralgalaxie NGC 4921 vor dem Hintergrund weiter entfernter ähnlicher Objekte. Der Rahmen besteht aus mehr als 80 Einzelbildern, die den Gelb- und den Infrarotfilter durchlaufen haben.
"Wenn Sie in die Vergangenheit der Geschichte des Universums blicken, sehen Sie, wie Sterne in Galaxien geboren werden", sagt Tobias Brak von der Johns Hopkins University. "Irgendwann hört der Prozess der Sternentstehung auf. Die Frage ist: Warum? Wir glauben, dass aktive Schwarze Löcher die Hauptursache für dieses Phänomen sind."
Die Ehe und seine Kollegen verwendeten die Methode, um große Galaxienhaufen auf einer einzelnen Galaxie zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass supermassive Schwarze Löcher „Rückkopplungen bei Radiofrequenzen“ bilden, die Galaxien aufheizen und verhindern, dass interstellare Gase abkühlen, anhaften und neue Sterne bilden. Ab einem bestimmten Alter werden massive Schwarze Löcher zu einer Art „Schalter“ und absorbieren sternförmige Strukturen.
Dies ist Teil des Hubble-Programms „Frontier Fields“, das die Massenverteilung in diesen riesigen Clustern analysiert und den Linsenclustereffekt verwendet, um einen tieferen Einblick in das Universum zu erhalten.
Mit dem Sunyaev-Zeldovich-Effekt wird in der Regel untersucht, ob die ursprüngliche kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (das „Urknallecho“) mit Elektronen in interstellaren Gasen interagiert, die in Haufen von Hunderten von Galaxien blockiert sind. Aber zum ersten Mal wurde diese Methode angewendet, um das interstellare Medium innerhalb einer einzelnen Galaxie zu messen.
"Der Sunyaev-Zeldovich-Effekt wird normalerweise verwendet, um Haufen von Hunderten von Galaxien zu untersuchen, aber die Galaxie, die wir untersuchen, enthält nur ein oder zwei Strukturen", sagte Megan Graral, ebenfalls von der Johns Hopkins University.
Mithilfe dieses Effekts stellten die Forscher fest, dass alle untersuchten Galaxien den gleichen Wert für "Radiofrequenz-Rückkopplung" hatten wie Galaxien, denen das Potenzial zur Sternentstehung fehlte. Es geschah, dass diese Galaxien große und reife elliptische Galaxien sind, in denen dem erhitzten interstellaren Gas die Möglichkeit der Abkühlung genommen wurde.
"Wenn das Gas heiß bleibt, kann es nicht unter seinem eigenen Gewicht versagen. Wenn das Gas nicht versagen kann, bilden sich keine neuen Sterne", fügte Marriage hinzu.
Dies ist eine neue detaillierte Momentaufnahme der Spiralgalaxie Messier 61 und ihres zentralen Teils. Das Bild wurde aus den Beobachtungen von 2003 und 2004 mit der jetzt abgeschriebenen Kamera des Hubble High-Resolution Channel (HRC) gefaltet. Sein zweiter Name ist NGC 4303. Es befindet sich 100.000 Lichtjahre und ähnelt in seiner Größe unserer Galaxie. Mit der Milchstraße betreten sie die galaktische Gruppe im Sternbild Jungfrau, in der bis zu 2000 spiralförmige und elliptische Galaxien gespeichert sind. "Rückkopplung von Radiofrequenzen" tritt auf, wenn etwas in die Umgebung des Schwarzen Lochs gelangt. Obwohl das Schwarze Loch zwangsläufig alles aufnimmt, wird ein Teil dieser Masse durch einen noch unverständlichen Mechanismus auf relativistische Geschwindigkeit beschleunigt und bricht aus den Polen des Schwarzen Lochs aus. Dieser energetisch starke Plasmastrom, der sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, erzeugt starke Radiowellen, die die Gase in der gesamten Galaxie erwärmen.
Obwohl die Mechanismen, die dem „Radio Frequency Feedback“ -Effekt zugrunde liegen, umstritten sind, liegt das Ergebnis auf der Hand: Schwarze Löcher wirken als Heizelement auf der Platte, halten das interstellare Gas heiß und stoppen den Sternbildungsprozess in alten Galaxien.
