Den ultraljusande galaxen Arp220. En studie av kraftfulla molekylära gasutflöden i dessa föremål, använda de långt infraröda linjerna i OH-molekylen, finner att de kan driva ut så mycket som tusen solmassor per år. Kredit:NASA, ESA, och Hubble-teamet
Galaxer utvecklas under miljarder år, delvis genom aktiviteten av stjärnbildning och deras supermassiva nukleära svarta hål, och även genom sammanslagningar med andra galaxer. Vissa egenskaper hos galaxer, i synnerhet de starka korrelationerna mellan massan av det centrala svarta hålet och egenskaper som galaxens hastighetsstruktur eller ljusstyrka, antyda ett grundläggande samband mellan tillväxten av det nukleära svarta hålet och sammansättningen av stjärnor på global skala. Feedback av något slag förväntas därför förklara dessa snäva korrelationer, och astronomer har arbetat med att identifiera och studera det. Ett framträdande förslag till feedback är närvaron av varm utströmmande gas, drivs av nya stjärnor men som skulle tömma galaxen på det råmaterial som behövs för att göra nya stjärnor, och/eller för att förstärka det svarta hålets massa.
På 1990-talet Infrared Space Observatory (ISO) upptäckte bevis för varm gas i lysande galaxer, molekylen OH, och det senaste Herschel Space Observatory följde upp dessa upptäckter med hastighetsupplösta observationer av sex av de framträdande OH långt infraröda linjerna. CfA-astronomerna Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby, och Howard Smith ledde ett team av forskare som reducerade och modellerade de fyra starka linjerna i fjorton ultraljusande infraröda galaxer (ULIRG). Uppsättningen OH-linjer från ULIRGs är anmärkningsvärd genom att de ibland uppträder i absorption, ibland i emission, och ibland med lite av båda beroende på den specifika linje- och hastighetskomponenten. Många av dessa spektrala egenskaper är karakteristiska för gas som rör sig i ett utflöde, och teamet har utvecklat en modell för strålningsöverföring för att härleda geometrin och kinematiken för den strömmande gasen från de komplexa linjeformerna.
Forskarna rapporterar att det verkligen finns kraftfulla utflöden i dessa ULIRG, några med mer än tusen solmassor per år och kraften hos hundra miljarder solar (några procent av galaxens totala ljusenergi). Den typiska tiden det skulle ta för denna gas att blåsa ut ur galaxen är bara några hundra miljoner år, och astronomerna drar slutsatsen att utflödena måste ske oregelbundet (inte kontinuerligt), och är troligen bundna till den lika slumpmässiga utblossande aktiviteten hos det centrala svarta hålet, vilket i sin tur kan kopplas till gasrörelserna som induceras av galaxsammanslagningar.