Konstnärens föreställning om en dvärggalax, dess form förvrängd, troligen genom en tidigare interaktion med en annan galax, och ett massivt svart hål i dess utkanter (utdrag). Det svarta hålet drar in material som bildar en roterande skiva och genererar strålar av material som drivs utåt. Kredit:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Astronomer som vill lära sig mer om mekanismerna som bildade massiva svarta hål i universums tidiga historia har fått viktiga nya ledtrådar med upptäckten av 13 sådana svarta hål i dvärggalaxer mindre än en miljard ljusår från jorden.
Dessa dvärggalaxer, mer än 100 gånger mindre massiv än vår egen Vintergatan, är bland de minsta galaxer som är kända för att ha massiva svarta hål. Forskarna förväntar sig att de svarta hålen i dessa mindre galaxer i genomsnitt är cirka 400, 000 gånger vår sols massa.
"Vi hoppas att studier av dem och deras galaxer kommer att ge oss insikter i hur liknande svarta hål i det tidiga universum bildades och sedan växte, genom galaktiska sammanslagningar under miljarder år, producerar de supermassiva svarta hålen vi ser i större galaxer idag, med massor av många miljoner eller miljarder gånger solens, " sa Amy Reines från Montana State University.
Reines och hennes kollegor använde National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) för att göra upptäckten, som de rapporterar vid American Astronomical Societys möte i Honolulu, Hawaii.
Reines och hennes medarbetare använde VLA för att upptäcka det första massiva svarta hålet i en dvärg starburst-galax 2011. Den upptäckten var en överraskning för astronomer och sporrade en radiosökning efter mer.
Bilder i synligt ljus av galaxer som VLA-observationer visade har massiva svarta hål. Centerillustrationen är konstnärens uppfattning om den roterande skivan av material som faller in i ett sådant svart hål, och materialstrålarna drev utåt. Kredit:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; DEKALER undersökning; CTIO.
Forskarna började med att välja ett urval av galaxer från NASA-Sloan Atlas, en katalog över galaxer gjorda med teleskop för synligt ljus. De valde galaxer med stjärnor som är mindre än 3 miljarder gånger solens massa, ungefär lika med det stora magellanska molnet, en liten följeslagare till Vintergatan. Från detta prov, de valde ut kandidater som också dök upp i National Radio Astronomy Observatorys undersökning Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimeters (FIRST), gjorda mellan 1993 och 2011.
De använde sedan VLA för att göra nya och mer känsliga, högupplösta bilder av 111 av de utvalda galaxerna.
"De nya VLA-observationerna avslöjade att 13 av dessa galaxer har starka bevis för ett massivt svart hål som aktivt konsumerar omgivande material. Vi blev mycket förvånade över att finna att, i ungefär hälften av dessa 13 galaxer, det svarta hålet är inte i mitten av galaxen, till skillnad från fallet i större galaxer, " sa Reines
Forskarna sa att detta tyder på att galaxerna sannolikt har smält samman med andra tidigare i deras historia. Detta stämmer överens med datorsimuleringar som förutspår att ungefär hälften av de massiva svarta hålen i dvärggalaxer kommer att hittas vandrande i utkanten av deras galaxer.
"Detta arbete har lärt oss att vi måste bredda våra sökningar efter massiva svarta hål i dvärggalaxer bortom deras centra för att få en mer fullständig förståelse av befolkningen och lära oss vilka mekanismer som hjälpte till att bilda de första massiva svarta hålen i det tidiga universum, " sa Reines.
Reines arbetade med James Condon, av National Radio Astronomy Observatory; Jeremy älskling, vid University of Colorado, Flyttblock; och Jenny Greene, vid Princeton University. Astronomerna publicerar sina resultat i Astrofysisk tidskrift .
