Den mest lysande galaxen som någonsin upptäckts är att kannibalisera inte en, inte två, men minst tre av sina mindre grannar, enligt en ny studie som publicerades idag (15 november) i tidningen Vetenskap och medförfattare av forskare från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. Materialet som galaxen stjäl från sina grannar bidrar sannolikt till dess extra ljusstyrka, studien visar.

Upptäcktes av NASA:s rymdbaserade Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) 2015, galaxen, kallas WISE J224607.55-052634.9, är ingalunda den största eller mest massiva galaxen vi känner till, men den utstrålar vid 350 biljoner gånger solens ljusstyrka. Om alla galaxer var placerade lika långt från oss, WISE J224607.55-052634.9 (eller W2246-0526 för kort) skulle vara den ljusaste.

Nya observationer med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile avslöjar distinkta dammspår som dras från tre mindre galaxer till W2246-0526. Spåren innehåller ungefär lika mycket material som de mindre galaxerna själva, och det är oklart om dessa galaxer kommer att undkomma sitt nuvarande öde eller helt kommer att förbrukas av sin lysande granne.

Det mesta av W2246-0526s rekordstarka ljusstyrka kommer inte bara från stjärnor, men också en samling het gas och damm koncentrerat runt galaxens mitt. I hjärtat av detta moln finns ett supermassivt svart hål, nyligen bestämt att vara 4 miljarder gånger mer massiv än solen. I den intensiva tyngdkraften, materia faller mot det svarta hålet vid höga hastigheter, kraschar ihop och värms upp till miljontals grader, får materialet att lysa med otrolig glans. Galaxer som innehåller dessa typer av ljus, svarta hålsdrivna strukturer kallas kvasarer.

Som vilken motor som helst på jorden, W2246-0526:s enorma energieffekt kräver en lika hög bränsleeffekt. I detta fall, det betyder gas och damm för att bilda stjärnor och för att fylla på molnet runt det centrala svarta hålet. Den nya studien visar att mängden material som tas upp av WJ2246-0526 från sina grannar är tillräckligt för att fylla på det som förbrukas, och därmed upprätthålla galaxens enorma ljusstyrka.

"Det är möjligt att den här matvanan redan har pågått ett tag, och vi förväntar oss att den galaktiska högtiden ska fortsätta i åtminstone några hundra miljoner år, "sa Tanio Diaz-Santos från Universidad Diego Portales i Santiago, Chile, huvudförfattare till studien.

I den nya studien, forskarna använde bilder från ALMA - en samling enskilda radioantenner som fungerar som ett enda teleskop - för att identifiera materialets dammiga spår. Ackretionsspårens position tyder starkt på att de innehåller material som flyter mellan W2246-0526 och de andra galaxerna. Dessutom, spåren uppvisar rätt morfologi - det vill säga spårens form överensstämmer med hur materialet ska flyta om det dras från en galax till en annan.

Denna typ av galaktisk kannibalism är inte ovanlig. Astronomer har tidigare observerat galaxer som smälter samman med eller ackumulerar materia från sina grannar i det närliggande universum. Till exempel, galaxparet som tillsammans kallas "Mössen" heter så eftersom var och en har en lång, tunn svans av ackreterande material som sträcker sig bort från det.

W2246-0526 är den mest avlägsna galaxen som någonsin funnits samla in material från flera källor. Ljuset från W2246-0526 tog 12,4 miljarder år att nå oss, så astronomer ser objektet som det var när vårt universum bara var en tiondel av dess nuvarande ålder på 13,8 miljarder år. På det avståndet, materialströmmarna som faller in i W2246-0526 är särskilt svaga och svåra att upptäcka. Studien bygger på 2,5 timmars observationstid med 40 av ALMA:s 12-meters radiorätter.

"Vi visste från tidigare data att det fanns tre medföljande galaxer, men det fanns inga tecken på interaktioner mellan dessa grannar och den centrala källan, "sa Diaz-Santos." Vi letade inte efter kannibalistiskt beteende och förväntade oss inte det, men denna djupa dykning med ALMA -observatoriet gör det väldigt tydligt. "

W2246-0526 faller i en särskild kategori av särskilt lysande kvasarer som kallas heta, dammskymmade galaxer, eller heta hundar. Astronomer tror att de flesta kvasarer får en del av sitt bränsle från externa källor. En möjlighet är att dessa föremål får en långsam sippring av material från rymden mellan galaxerna. En annan är att de livnär sig i utbrott genom att äta upp andra galaxer, som verkar förekomma med W2246-0526. Det är oklart om W2246-0526 är representativ för andra dolda kvasarer (de med sina centrala motorer dolda av tjocka dammmoln) eller om det är ett specialfall.

"Denna galax kan vara en i sitt slag, eftersom den är nästan dubbelt så lysande som alla andra galaxer vi har hittat med WISE och den bildades väldigt tidigt i universums historia, "sa Peter Eisenhardt, JPL -projektforskare för WISE och en medförfattare till det nya papperet. "Men vi har upptäckt många andra galaxer med WISE som liknar den här:avlägsna, dammig och tusentals gånger mer lysande än vanliga galaxer är idag. Så med W2246-0526, vi kanske ser vad som händer under ett nyckelstadium i utvecklingen av galaxer och skymde kvasarer. "

I sista hand, galaxens frosseri kan bara leda till självförstörelse. Forskare antar att dunkla kvasarer som samlar för mycket material runt dem slutar kräkas gas och damm ut genom galaxen. Detta materialangrepp stoppar bildandet av nya stjärnor, i huvudsak driver galaxen till pension medan andra galaxer fortsätter att förnya sig med födelsen av nya stjärnor.

En följeslagare om W2246-0526, publicerad den 14 november i Astrofysisk tidskrift , gav massmätningen för det supermassiva svarta hålet i galaxens centrum - 4 miljarder gånger solens massa. Denna massa är stor, men den extrema ljusstyrkan i W2246-0526 ansågs kräva ett supermassivt svart hål med en massa minst tre gånger större, enligt pappersförfattarna. Att lösa denna uppenbara motsägelse kommer att kräva fler observationer.