Rollen som ett upphetsat svart hål i döden av en exotisk "manet"-galax kommer att presenteras idag (3 juli) av Callum Bellhouse vid University of Birmingham vid RAS National Astronomy Meeting i Lancaster. Det supermassiva svarta hålet i centrum av manetgalaxen JO201 tar bort gas och kastar ut den i rymden, påskynda undertryckandet av stjärnbildning och effektivt "döda" galaxen.

Manetgalaxer är spektakulära objekt som genomgår en dramatisk omvandlingsprocess när de störtar genom den täta kärnan av en galaxhop med överljudshastigheter. Externa dragkrafter river bort galaxens gas, i en process som kallas ramtrycksavdrivning, lämnar förlängda tentakler av släpande material.

JO201:s öde har avslöjats som en del av en studie av 114 manetgalaxer av samarbetet GASP (GAs Stripping Phenomena), ett internationellt team av forskare under ledning av Dr. Bianca Poggianti.

För att utforska strukturen för manetgalaxerna i 3D och uppskatta tidsskalorna för deras transformation, Bellhouse har skapat interaktiva modeller som även kan upplevas i virtuell verklighet.

Studien visar att JO201, ursprungligen en stor spiralgalax, har dykt genom det massiva klustret Abell 85 i överljudshastigheter i cirka en miljard år. När manetgalaxen färdas längs siktlinjen, dess tentakler verkar förkortade i modellen, men teamet uppskattar att de ligger 94 kiloparsek efter JO201 – ungefär tre gånger diametern på vår Vintergatan.

"En galax upprätthåller sig själv genom att ständigt bilda nya stjärnor från gas, så att förstå hur gas strömmar in i och ut ur en galax hjälper oss att lära oss hur den utvecklas. Exemplet med JO201 visar hur balansen tippar mot och sedan bort från stjärnbildning när den störtar genom galaxhopen och står inför en alltmer extrem borttagning av sin gas, sa Bellhouse.

JO201:s förvandling till en manetgalax har orsakat en kort ökning av stjärnbildningen på grund av tryckavlastningsprocessen. Komprimerade gasmoln har kollapsat och bildat en ring av stjärnor i galaxens skiva. Täta knutar i tentakler har kondenserats som regnmoln för att börja bilda nya stjärnor i galaxens spår.

Dock, de senaste hundra miljoner åren, det svarta hålet verkar ha slitit bort gas för att lämna ett stort tomrum runt mitten av galaxskivan. Teamet tror att tryckavlastningen kan ha fört gas in i de centrala delarna av galaxen, där det har provocerat det svarta hålet till att spränga ut material och skapa en stötvåg som har lämnat ett hålrum efter sig.

"En viktig balansgång sker mellan processer som antingen ökar eller minskar stjärnbildningshastigheten i manetgalaxer. I fallet med JO201, det centrala svarta hålet blir exciterat av tryckavlastningen och börjar kasta ut gas. Detta betyder att galaxen håller på att urholkas från insidan, samt slits bort från utsidan, sa Bellhouse.

"JO201 är, än så länge, ett unikt exempel på ett supermassivt svart hål och tryckavlastning i släckande stjärnbildning i en manetgalax. Att studera dessa nyfikna föremål ger oss en inblick i de komplexa processer som galaxer upplever, sa Bellhouse.

Interaktiva modeller

En interaktiv visualisering som visar en 3D-modell av fördelningen av stjärnor och gas i manetgalaxen JO201/JW100/JO194. Modellen är gjord med hjälp av den rumsliga fördelningen av stjärnor och gas på himlen, med hastigheten längs siktlinjen som ger djupet. Röd=väte, Blå =kväve, Grön =syre, Vit =stjärnor. Kredit:Callum Bellhouse och GASP-samarbetet.

JO201: https://sketchfab.com/3d-models/3fb078406b6648a08f34869e7029fc3f

JW100: https://sketchfab.com/3d-models/jw100-c113ab9570bf4f88a34bfdc55a6899a8

JO194: https://sketchfab.com/3d-models/jo194-bbd19b05889e49379e9085c36ea0efb7