'Kosmisk nedbør' kan slukke stjernedannelse i galakser

Abell 2597 Galaxy Cluster

Abell 2597 er en galaksklynge som ligger omtrent 1 milliard lysår fra jorden. En undersøkelse av galaksehoper som denne antyder at stjernedannelse kan begrenses av en form for kosmisk nedbør. (Bildekreditt: NASA/CXC/Michigan State University/G.Voit et al., Optisk: NASA/STScI & DSS; H-alfa: Carnegie Obs./Magellan/W.Baade Telescope)





Massive galakser danner ikke nesten så mange stjerner som mulig på grunn av et fenomen kjent som 'kosmisk nedbør', finner en ny studie.

Når interstellar gass avkjøles raskt, kondenserer den og kollapser for å danne nye stjerner. Men alle massive galakser drives av en sentral supermassivt svart hull , som lett kan spy ut høyenergistråling, varme opp gassen og stoppe stjernedannelse. Selv om astronomer lenge har mistenkt dette, var 'den manglende brikken i puslespillet: Hvordan vet det å gjøre det?' sa hovedforfatter Mark Voit, professor i astronomi ved Michigan State University. 'Hva er det som får denne tingen til å bryte ut?'

Den nye studien knytter det sorte hullets utbrudd til den opprinnelige tilstanden til den interstellare gassen, og finner ut at når gassen avkjøles nok til å tenne stjernedannelse, regner de kalde skyene ned (derav begrepet kosmisk nedbør) på det sorte hullet og utløser høyenergi stråler som varmer opp gassen og stopper stjernedannelse. [De merkeligste sorte hullene i universet]



Det hele kommer ned til temperaturen. For flere år siden innså astronomer at i galakser der det sorte hullet lå i dvale, var den omkringliggende gassen intenst varm. Men i galakser der det sorte hullet var aktivt, var den omkringliggende gassen mer variert og til og med kul, sa Voit til guesswhozoo.com.

Så noen galakser er rett og slett for varme til å påvirke deres sorte hull. Selv om en region begynner å avkjøles, vil intensiteten av den omkringliggende varmen hindre den i å avkjøles ytterligere. Tenk på å slippe en isbit i en gryte med kokende vann. Den isbiten vil ikke holde seg lenge.

I kjøligere galakser kan imidlertid gassen nær det sentrale sorte hullet være kald nok til å danne stjerner. Men før den kan danne for mange, regner den kule gassskyen ned på det supermassive sorte hullet, som deretter utløser energiske stråler som oppvarmer den kule gassskyen og forhindrer at noen stjerner dannes.



'Vi kan si at en typisk værmelding for midten av en massiv galakse er dette: overskyet med sjanse for varme fra et stort svart hull,' medforfatter Greg Bryan, professor i astronomi ved Columbia University, sa i en uttalelse.

Voit, Bryan og deres kolleger observerte 200 massive galakser midt i galaksehoper ved hjelp av Chandra røntgenobservatorium og Sydpolsteleskopet. De fant ut at de to nevnte mekanismene regulerer stjernedannelse avhengig av om en galakse er over eller under en viss temperaturterskel.

'Det er en overgang der det går fra fin klar himmel til plutselig veldig overskyet himmel,' sa Voit.



For klynger som er betydelig over denne terskelen, vil lommer med kald gass raskt bli oppvarmet av omgivelsene. For klynger under denne terskelen varmer kosmisk nedbør gassen. Syklusen med oppvarming og kjøling gir en tilbakemeldingssløyfe som regulerer veksten av galakser.

'Jeg har slitt med dette problemet i 25 år, og det er som om brikkene endelig falt sammen,' sa Voit.

Forskerne har allerede begynt å undersøke andre galakser. 'Vi vil finne ut om dette prinsippet gjelder for mindre galakser og hva disse implikasjonene er,' sa Voit. 'Og det jeg kan love deg er at det blir veldig bra.' Lagets neste resultater er for tiden i dommerprosessen, men bør publiseres snart.

Den første studien ble publisert 20. januar i Nature .

Følg Shannon Hall på Twitter @ShannonWHall . Følg oss @Spacedotcom , Facebook og Google+ . Original artikkel om guesswhozoo.com