หลุมดำขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ใจกลางกาแลคซีอาจเป็นสัตว์ที่หิวโหย แต่สิ่งที่บังคับให้ก๊าซและฝุ่นละอองในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสู่กระเพาะของหลุมดำมวลมหาศาลเหล่านี้
มีการตั้งทฤษฎีว่าการควบรวมระหว่างกาแลคซีจะรบกวนก๊าซและฝุ่นในกาแลคซีและบังคับให้สสารเข้าสู่บริเวณใกล้เคียงของหลุมดำ นั่นคือจนกว่าจะมีการศึกษา 140 กาแลคซีที่ใช้ Active Galactic Nuclei (AGN) อีกชื่อหนึ่งสำหรับหลุมดำที่ใช้งานอยู่ที่ใจกลางกาแลคซี - ให้หลักฐานที่ชัดเจนว่ากาแลคซีหลายแห่งที่มี AGN เหล่านี้ไม่แสดงอาการ
การศึกษาดำเนินการโดยทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ Mauricio Cisternas ของสถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์และทีมของเขาใช้ข้อมูลจากกาแลคซี 140 แห่งที่ถ่ายโดยหอดูดาว X-ray X-ray กาแลคซีที่พวกเขาสุ่มตัวอย่างมีการเปลี่ยนสีแดงระหว่าง z = 0.3 - 1 ซึ่งหมายความว่าพวกมันอยู่ห่างออกไปประมาณ 4 ถึง 8 พันล้านปีแสง (ดังนั้นแสงที่เราเห็นจากพวกมันมีอายุประมาณ 4-8 พันล้านปี)
พวกเขาไม่เพียงแค่ดูรูปของกาแลคซีที่เป็นปัญหา แต่ อคติต่อการจำแนกกาแลคซีเหล่านั้นที่แสดงนิวเคลียสที่ใช้งานอยู่ให้บิดเบี้ยวมากขึ้นจากการควบรวมอาจคืบคลานเข้ามา แต่พวกมันสร้าง“ กลุ่มควบคุม” ของกาแลคซีโดยใช้รูปภาพของกาแลคซีที่ไม่ใช้งาน พวกเขาถ่ายภาพจาก Cosmic Evolution Survey (COSMOS) การสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่ของท้องฟ้าในช่วงความยาวคลื่นแสง เนื่องจากกาแลคซีเหล่านี้มาจาก redshift เช่นเดียวกับที่พวกเขาต้องการศึกษาพวกมันจึงแสดงเวทีเดียวกันในวิวัฒนาการกาแลคซี โดยรวมแล้วพวกเขามีกาแลคซี 1264 ตัวอย่างในการเปรียบเทียบ
วิธีที่พวกเขาออกแบบการศึกษาเกี่ยวข้องกับหลักวิทยาศาสตร์ที่ไม่ปกติใช้ในสาขาดาราศาสตร์: การศึกษาแบบตาบอด Cisternas และทีมของเขามีกาแลคซีเปรียบเทียบ 9 แห่งซึ่งไม่ได้ประกอบด้วย AGN ซึ่งมี Redshift เดียวกันสำหรับแต่ละกาแลคซี 140 แห่งที่แสดงว่ามีนิวเคลียสที่เคลื่อนไหวอยู่
สิ่งที่พวกเขาทำต่อไปคือลบเครื่องหมายใด ๆ ของนิวเคลียสที่มีความสว่างในภาพ ซึ่งหมายความว่ากาแลคซีในตัวอย่างของกาแลคซี 140 แห่งที่มี AGN นั้นเป็นหลัก ปรากฏ แม้แต่ตาที่ได้รับการฝึกฝนให้เป็นกาแลคซีโดยไม่มีร่องรอยของ AGN จากนั้นพวกเขาก็ส่งกาแลคซีควบคุมและภาพ AGN ที่ถูกแก้ไขไปยังนักดาราศาสตร์สิบคนและขอให้พวกเขาจำแนกพวกมันทั้งหมดว่าเป็น "บิดเบี้ยว", "บิดเบี้ยวปานกลาง" หรือ "ไม่บิดเบี้ยว"
เนื่องจากขนาดตัวอย่างของพวกมันนั้นค่อนข้างจัดการได้ง่ายและความเพี้ยนในกาแลคซีหลายแห่งนั้นบอบบางเกินกว่าที่คอมพิวเตอร์จะรับรู้ได้สมองมนุษย์ที่แสวงหารูปแบบจึงเป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ภาพ สิ่งนี้อาจฟังดูคุ้นหู - มีบางสิ่งที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับความสำเร็จอย่างมากกับผู้ที่ใช้กาแล็คซี่ลักษณนามมือสมัครเล่นที่ Galaxy Zoo
เมื่อกาแลคซีรวมตัวกับกาแลคซีอื่นการควบรวมจะบิดเบือนรูปร่างของมันในรูปแบบที่สามารถระบุตัวตนได้ - มันจะแปรปรวนกาแลคซีทรงวงรีที่เรียบออกจากรูปร่างปกติและถ้ากาแลคซีนั้นเป็นเกลียว หากเป็นกรณีที่การควบรวมกาแลคซีเป็นสาเหตุที่น่าเป็นไปได้มากที่สุดของ AGN กาแลคซีที่มีนิวเคลียสที่ใช้งานอยู่น่าจะเป็นไปได้มากกว่าที่จะแสดงการบิดเบือนจากการควบรวมที่ผ่านมานี้
ทีมได้ผ่านขั้นตอนการทำให้ไม่เห็นการศึกษานี้เพื่อขจัดอคติใด ๆ ที่ผู้ดูภาพจะต้องจำแนก AGN ให้ผิดเพี้ยนไป โดยทั้งคู่มีกาแลคซีขนาดใหญ่พอสมควรและลบอคติใด ๆ เมื่อทำการวิเคราะห์ภาพพวกเขาหวังว่าจะแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความสัมพันธ์ระหว่าง AGN และการควบรวมนั้นมีอยู่หรือไม่
ผลลัพธ์? กาแลคซีเหล่านั้นที่มีนิวเคลียสกาแล็กซี่แบบแอคทีฟไม่ได้แสดงการบิดเบือนโดยรวมมากกว่ากาแลคซีเหล่านั้นในตัวอย่างเปรียบเทียบ ดังที่ผู้เขียนระบุไว้ในบทความ“ การควบรวมและการโต้ตอบที่เกี่ยวข้องกับโฮสต์ AGN นั้นไม่โดดเด่นและเกิดขึ้นไม่บ่อยกว่ากาแลคซีที่ไม่ได้ใช้งาน”
ซึ่งหมายความว่านักดาราศาสตร์ไม่สามารถชี้ไปที่การควบรวมกาแลคซีเป็นเหตุผลหลักสำหรับ AGN การศึกษาแสดงให้เห็นว่าอย่างน้อย 75% ของการสร้าง AGN - อย่างน้อยระหว่าง 4-8 พันล้านปีที่ผ่านมา - ต้องมาจากแหล่งอื่นนอกเหนือจากการควบรวมกาแลคซี ผู้สมัครที่น่าจะเป็นแหล่งข้อมูลเหล่านี้ ได้แก่ : "กาแล็กซี่ดักฟัง" กาแลคซีเหล่านั้นที่ไม่ได้ปะทะกัน แต่เข้ามาใกล้พอที่จะมีอิทธิพลต่อแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน ความไม่แน่นอนของแถบกลางในดาราจักร หรือการชนกันของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ภายในกาแลคซี
การรู้ว่า AGN ไม่ได้เกิดจากการควบรวมของกาแลคซีส่วนใหญ่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแลคซีได้ดีขึ้น นิวเคลียสที่ใช้งานอยู่ในกาแลคซีที่เป็นเจ้าภาพนั้นมีอิทธิพลอย่างมากต่อการก่อตัวของกาแลคซี กระบวนการนี้เรียกว่า 'ข้อเสนอแนะ AGN' และกลไกและผลกระทบที่เกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างพลังงานที่ไหลออกมาจาก AGN และวัสดุโดยรอบในใจกลางกาแลคซียังคงเป็นหัวข้อร้อนแรงของการศึกษาดาราศาสตร์
การควบรวมกิจการในระยะไกลกว่า 8 พันล้านปีที่ผ่านมาอาจเกี่ยวข้องกับ AGN - การศึกษานี้ จำกัด เฉพาะประชากรของกาแลคซีเหล่านี้ - และนี่เป็นคำถามที่ทีมวางแผนที่จะทำการสำรวจถัดไปโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ การศึกษาของพวกเขาจะได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 10 มกราคมและมีรุ่นก่อนพิมพ์สำหรับ Arxiv
ที่มา: ข่าว HST, Max Planck Institute for Astronomy, Arxiv paper
