Några av de största galaxerna i universum är fulla av slocknade stjärnor. Men för nästan 12 miljarder år sedan, strax efter att universum först skapades, dessa massiva galaxer var hotspots som bryggde upp stjärnor i miljarder.

Hur dessa typer av kosmiska världar, kallade dammiga starburst-galaxer, blev galaktiska döda zoner är ett bestående mysterium.

Astronomer vid University of Iowa, i en ny studie publicerad i Astrofysisk tidskrift , ge en ledtråd. De säger kvasarer, kraftfulla energikällor som tros bo i hjärtat av galaxer, kan vara ansvarig för varför vissa dammiga starburst-galaxer slutade göra stjärnor.

Studien kan hjälpa till att förklara hur galaxer utvecklas från stjärnbildare till kosmiska kyrkogårdar och hur olika fenomen forskare vet lite om - kvasarer och supermassiva svarta hål som tros existera djupt inne i alla galaxer, till exempel – kan driva fram dessa förändringar.

Forskarna kom fram till sin teori efter att ha lokaliserat kvasarer inuti fyra dammiga starburst-galaxer som fortfarande skapar stjärnor.

"Dessa kvasarer kan spela en viktig roll för att göra de dammiga stjärnskotten utrotade i den kosmiska historien, säger Hai Fu, biträdande professor vid UI:s institution för fysik och astronomi och tidningens första författare. "Detta beror på att kvasarer är tillräckligt energiska för att skjuta ut gas ur galaxen, och gas är bränslet för stjärnbildning, så kvasarer ger en livskraftig mekanism för att förklara övergången mellan ett stjärnbrott och en utdöd elliptisk (galax). "

Kvasarer borde inte kunna upptäckas i dammiga starburst-galaxer eftersom deras ljus skulle absorberas, eller blockerad, av gruset som krossas av den intensiva stjärnbildande aktiviteten som äger rum där, säger Fu.

"Så, det faktum att vi såg några sådana kvasarer antyder att det måste finnas fler kvasarer gömda i dammiga starbursts, "Fu säger." För att driva detta till det yttersta, kanske varje dammig starburst-galax är värd för en kvasar och vi kan helt enkelt inte se kvasarerna."

Fu och hans team lokaliserade kvasarerna i mars 2016 med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en bank av radioteleskop belägen mer än 16, 000 fot över havet i norra Chile. Det var första gången Fus team reserverade tid på ALMA, sattes i full drift 2013 och finansierades av internationella partners, inklusive U.S. National Science Foundation.

Forskarna kartlade sedan kvasarerna med andra teleskop och vid våglängder från ultraviolett till långt infrarött. Baserat på dessa observationer, de bekräftade att kvasarerna är desamma som de som finns med ALMA. Frågan blev då:Varför är dessa kvasarer synliga när de borde höljas?

Forskarna har en teori. De tror att kvasarerna tittar ut från djupa hål i varje galax, ett skräpfritt vakuum som tillåter ljus att strömma ut bland de molniga omgivningarna. Den specifika formen på dessa galaxer är oklar eftersom inte ens ALMA är tillräckligt kraftfull för att ge en tydlig titt på områden i kosmos där ljuset som detekteras sändes ut för 12 miljarder år sedan, när universum var ungefär en sjundedel av sin nuvarande ålder. Men teamet föreställer sig att galaxerna kan vara munkformade och orienterade på ett sådant sätt att deras hål (och, Således, kvasaren) kan ses.

"Det är ett sällsynt fall av geometri som står i linje, säger Jacob Isbell, en UI-senior från Garrison, Iowa, huvudämne i fysik och astronomi och tidningens andra författare. "Och det hålet råkar vara i linje med vår siktlinje."

Forskarna tror nu att de flesta kvasarer i dammiga starburst-galaxer inte kan ses eftersom de är orienterade på ett sätt som håller dem dolda. Men att hitta fyra exempel på dammiga starburst-galaxer med synliga kvasarer verkar inte slumpmässigt; faktiskt, det tyder på att det finns fler.

Tidningen heter, "Det cirkumgalaktiska mediet för submillimetergalaxer. II. Oskymd QSOS inom dammiga starbursts och QSO-siktlinjer med nedslagsparametrar under 100 kiloparsec."