COSMOS-undersökningsregionen omgiven av bilder av galaxer som används i denna studie. I dessa galaxer upphörde stjärnbildningen för cirka 10 miljarder år sedan. (3-färgs falska färgkompositbilder som kombinerar data från Subaru-teleskopet och VISTA). Kredit:NAOJ
Ett internationellt team av astronomer använde en databas som kombinerade observationer från de bästa teleskopen i världen, inklusive Subaru-teleskopet, för att upptäcka signalen från de aktiva supermassiva svarta hålen från döende galaxer i det tidiga universum. Utseendet på dessa aktiva supermassiva svarta hål korrelerar med förändringar i värdgalaxen, vilket tyder på att ett svart hål kan ha långtgående effekter på utvecklingen av dess värdgalax.
Vintergatans galax inkluderar stjärnor i olika åldrar, inklusive stjärnor som fortfarande bildas. Men i galaxer som kallas elliptiska galaxer är alla stjärnorna gamla och ungefär lika gamla. Detta indikerar att tidigt i sin historia hade elliptiska galaxer en period av produktiv stjärnbildning som plötsligt tog slut. Varför denna stjärnbildning upphörde i vissa galaxer men inte andra är inte väl förstått. En möjlighet är att ett supermassivt svart hål stör gasen i vissa galaxer, vilket skapar en miljö som är olämplig för stjärnbildning.
För att testa denna teori tittar astronomer på avlägsna galaxer. På grund av ljusets ändliga hastighet tar det tid för ljuset att färdas genom rymdens tomrum. Ljuset vi ser från ett föremål 10 miljarder ljusår bort fick färdas i 10 miljarder år för att nå jorden. Alltså visar ljuset vi ser idag hur galaxen såg ut när ljuset lämnade den galaxen för 10 miljarder år sedan. Så att titta på avlägsna galaxer är som att se tillbaka i tiden. Men det mellanliggande avståndet gör också att avlägsna galaxer ser svagare ut, vilket gör det svårt att studera.
För att övervinna dessa svårigheter använde ett internationellt team under ledning av Kei Ito vid SOKENDAI i Japan Cosmic Evolution Survey (COSMOS) för att ta prov på galaxer 9,5–12,5 miljarder ljusår bort. COSMOS kombinerar data från världsledande teleskop, inklusive Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) och Subaru Telescope. COSMOS inkluderar data för radiovågor, infrarött ljus, synligt ljus och röntgen.
Teamet använde först optisk och infraröd data för att identifiera två grupper av galaxer:de med pågående stjärnbildning och de där stjärnbildningen har upphört. Röntgen- och radiovågsdatasignal-brusförhållandet var för svagt för att identifiera enskilda galaxer. Så teamet kombinerade data för olika galaxer för att producera bilder med högre signal-brusförhållande för "genomsnittliga" galaxer. I de genomsnittliga bilderna bekräftade teamet både röntgen- och radioemissioner för galaxerna utan stjärnbildning.
Detta är första gången sådana utsläpp har upptäckts för avlägsna galaxer mer än 10 miljarder ljusår bort. Dessutom visar resultaten att röntgen- och radioemissionerna är för starka för att kunna förklaras enbart av stjärnorna i galaxen, vilket indikerar närvaron av ett aktivt supermassivt svart hål. Denna aktivitetssignal för svarta hål är svagare för galaxer där stjärnbildning pågår.
Dessa resultat, publicerade i The Astrophysical Journal , visar att ett abrupt slut på stjärnbildning i det tidiga universum korrelerar med ökad supermassiv svart håls aktivitet. Mer forskning behövs för att fastställa detaljerna i förhållandet. + Utforska vidare
