Das Hubble-Bild oben zeigt eine seltsame Galaxie, bekannt als Mrk 273. Die seltsame Form - einschließlich des hellen Infrarotzentrums und des langen Schwanzes, der sich 130.000 Lichtjahre in den Weltraum erstreckt - weist stark auf eine Fusion zwischen Galaxien hin.
Beobachtungen im nahen Infrarot haben einen Kern mit mehreren Komponenten ergeben, aber seit Jahren sind die Details eines solchen Anblicks durch Staub verdeckt. Mit weiteren Daten des in Hawaii ansässigen Keck-Teleskops haben Astronomen bestätigt, dass dieses Objekt das Ergebnis einer Fusion zwischen Galaxien ist, wobei das infrarote helle Zentrum aus zwei aktiven galaktischen Kernen besteht - intensiv leuchtenden Kernen, die von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden.
Im Zentrum jeder einzelnen Galaxie befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Während der Name aufregend klingt, ist unser supermassives Schwarzes Loch, Sgr A *, ziemlich ruhig. Aber im Zentrum eines jeden früh Galaxie droht das Gegenteil: ein aktiver galaktischer Kern (kurz AGN). Es gibt auch im nahe gelegenen Universum viele AGN, aber die Frage ist: Wie und wann werden diese Schwarzen Löcher aktiv?
Um die Antwort zu finden, suchen Astronomen nach verschmelzenden Galaxien. Wenn zwei Galaxien kollidieren, fallen die supermassiven Schwarzen Löcher in Richtung Zentrum der verschmolzenen Galaxie, was zu einem binären Schwarzen Lochsystem führt. Zu diesem Zeitpunkt bleiben sie ruhende Schwarze Löcher, werden aber wahrscheinlich bald aktiv.
"Die Anreicherung von Material auf einem ruhenden Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie ermöglicht es ihm, an Größe zuzunehmen, was zu dem Ereignis führt, dass der Kern" eingeschaltet "und aktiv wird", so Dr. Vivian U, Hauptautor der Studie, sagte Space Magazine. „Da die Wechselwirkung mit Galaxien die Möglichkeit bietet, dass gasförmiges Material in den Vorläufergalaxien Drehimpuls und Trichter zum Zentrum des Systems hin verliert, wird angenommen, dass es eine Rolle bei der Auslösung von AGN spielt. Es war jedoch schwierig, genau zu bestimmen, wie und wann diese Auslösung in einem Zusammenführungssystem erfolgt. “
Obwohl bekannt ist, dass sich ein AGN vor dem endgültigen Zusammenwachsen der beiden Schwarzen Löcher „einschalten“ kann, ist nicht bekannt, wann dies geschehen wird. Nicht wenige Systeme hosten kein duales AGN. Für diejenigen, die dies tun, wissen wir nicht, ob eine Synchronzündung auftritt oder nicht.
Mrk 273 bietet ein starkes Beispiel zum Studieren. Das Team verwendete Instrumente für nahes Infrarot am Keck-Teleskop, um den Staub zu untersuchen. Die adaptive Optik entfernte auch die durch die Erdatmosphäre verursachten Unschärfeeffekte und ermöglichte ein viel saubereres Bild - passend zum Hubble-Weltraumteleskop - vom Boden.
"Die Pointe ist, dass Mrk 273, ein fortschrittliches Galaxien-Fusionssystem im Spätstadium, zwei Kerne aus den Vorläufer-Galaxien beherbergt, die noch nicht vollständig zusammengewachsen sind", erklärt Dr. U. Das Vorhandensein von zwei supermassiven Schwarzen Löchern ist leicht zu erkennen die schnell rotierenden Gasscheiben, die die beiden Kerne umgeben.
"Beide Kerne wurden bereits eingeschaltet, was durch kollimierte Abflüsse (eine typische AGN-Signatur), die wir beobachten, belegt wird", sagte mir Dr. U. Eine so hohe Energiemenge, die von beiden supermassiven Schwarzen Löchern freigesetzt wird, legt nahe, dass Mrk 273 ein duales AGN-System ist. Diese aufregenden Ergebnisse sind ein entscheidender Schritt, um zu verstehen, wie Galaxienfusionen ein supermassereiches Schwarzes Loch „anmachen“ können.
Das Team hat Nahinfrarotdaten für eine große Stichprobe von Galaxienfusionen in verschiedenen Verschmelzungszuständen gesammelt. Mit dem neuen Datensatz möchte Dr. U "verstehen, wie sich die Art der Kernsternbildung und die AGN-Aktivität ändern können, wenn ein Galaxiesystem durch die Wechselwirkung fortschreitet".
Die Ergebnisse werden im Astrophysical Journal veröffentlicht (Preprint hier erhältlich).
