悪い天文学| 天文学者は超大質量ブラックホールを星の誕生の減少に結びつけます

電磁スペクトル全体でアーカイブされた天文観測を使用した新しい研究は、かなり驚くべき、やや不安な結論に達しました。多くの銀河の中心にある超大質量ブラックホールは、それらの銀河が形成された後の早い段階で星形成を抑制し、効果的にそれらを殺した可能性があります。

非常に一般的に言えば、今日近くの宇宙を見回すと、2種類の銀河が見えます。天の川のようにまだ星を作っている銀河とそうでない銀河です。 これらの銀河の多くは楕円形です。星がたくさんあるが、星を作るための原料であるガスや塵がほとんどない綿球のような銀河です。 そして実際、これらの銀河の星は非常に古く、銀河が早い段階で星を作ったが、その後何らかの理由で停止したことを示しています。

巨大な星は明るく青いので長生きしないので、星形成銀河はもっと青い傾向があります。 古い星を持つ銀河は赤く見えるので、私たちはそれらを「赤くて死んでいる」と呼びます—ひどいものではありませんが、星を作る銀河がまだ「生きている」という擬人化バイアス。

しかし、なぜ? これらの赤くて死んだ銀河の星形成を殺したのは何ですか?

しばらくの間、それはブラックホールである可能性があると考えていました。 すべての大きな銀河の中心には超大質量ブラックホールがあり、太陽の質量の数百万倍、さらには数十億倍もあります。 それらがどのように巨大になるのか正確にはわかりません。これは、現在の宇宙論における最大のパズルの1つです。 しかし、私たちは彼らが暴れ回るグルメのように餌を与え、猛烈な速度で物質を食いつぶさなければならなかったことを知っています。

その物質が銀河中心に向かって落ちるとき、それはブラックホールの周りに積み重なって、ひどく熱くなります。 これは、ブラックホールに供給している物質を実際に吹き飛ばすのに十分な運動量で、途方もない速度でブラックホールから流れ出ることができる素粒子の強力な風を作り出します。 それが十分に強力であるならば、それは実際に銀河からガスを完全に吹き飛ばして、星形成をシャットダウンすることができます。

これが、一部の銀河が早期に死ぬ理由で​​すか?

調べるために、天文学者は、可視光、赤外線、ラジオ、およびX線を見て、さまざまな望遠鏡からの遠方の宇宙の観測を調べました。 [link to paper]。 彼らは銀河を2つのグループに分けました:活発な星形成を持っているものと静止しているものです。 星を作ると多くの紫外線が発生し、非常に遠くにある銀河では可視光と赤外線に赤方偏移するため、それらの波長で明るい銀河を探すことは、当時すでに死んでいた可能性のある銀河と区別するための良い方法です。星を生成していません。

ブラックホールに積極的に餌を与えると、たくさんのX線や電波が発生するので、次にそれらの観測に目を向けました。 しかし、彼らは問題にぶつかりました:静止銀河はその種の光をあまり生成せず、調査に現れません。

それで彼らは何か賢いことをしました:彼らは他の観測からそれらの銀河の位置を知っていたので、彼らはラジオとX線調査に行き、それぞれのそのスポットがそれらすべての銀河にとってどれほど明るいかを見ました。 次に、それらすべての観測値を合計して「平均的な」銀河を作成し、それを使用して2つのグループを比較しました。

それはどのように機能しますか? 個々の銀河は、検出器に当たるランダムなX線であるバックグラウンドノイズと統計的に区別するのに十分なX線を生成しません。 しかし、それらをたくさん足し合わせると、平均して銀河系のX線が蓄積されますが、背景のX線は蓄積されません。 コインを数回ひっくり返して、尻尾よりも頭を増やすようなものです。 それは統計的に有意ですか? おそらくそうではありません。 個々のフリップのランダムなノイズを超えて頭と尾の信号が大きくなるには、数十、数百回フリップする必要があります。

彼らがX線と電波の観測でこれを行ったとき、彼らはこれらの遠方の銀河が実際にX線と電波を放出していることを発見しました。光の、それは説明することができます。 つまり、これらの銀河には、私たちが活動銀河と呼んでいる物質を食いつぶすブラックホールがあります。

結論? ブラックホールが成長している活動銀河は、摂食していないブラックホールを持っている銀河よりも静止銀河を生成する可能性が高かった。 言い換えれば、平均して、アクティブなブラックホールがホスト銀河の星形成を妨げているように見えます。これは、天文学者が消光と呼ぶプロセスです。

ブラックホールは彼らのホスト銀河を殺しています。

繰り返しますが、これは平均して当てはまります。 彼らはこの結論を引き出すために多くの銀河からの信号を足し合わせなければなりませんでした。 そして、それらは正しい可能性が非常に高いですが、確かに、それは私が賭ける方法ですが、平均化すると詳細が消去されます。 したがって、これは銀河のクラスには適しているが、個々の銀河には当てはまらない可能性がある幅広い結論です。 活動銀河の中にはまだ星を生み出しているものもあれば、静かなブラックホールのあるものはまだ死んでいるものもあります。 これを乗り越える唯一の方法は、より深い調査、または個々の銀河をより深く調べて、それぞれの気まぐれをよりよく処理することです。

これは確かに天文学者に考えるべき何かを与えるでしょう。 銀河中心の超大質量ブラックホールは、間違いなくそれらのホスト銀河全体に影響を及ぼします。 私たちはこれを何十年も前から知っています。 そして、ブラックホールの風がそれらを消し去ることができるのではないかと疑っていましたが、今ではかなり良い証拠があります。 この新しい作品は、この効果を調べるための新しい方法を切り開き、天の川のように今日繁栄している銀河と、それほど幸運でない銀河がある理由を理解しようとする可能性があります。

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