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Sechs Galaxien erobert durch plötzliche, dramatische Übergänge - SciTechDaily

Eine neue Studie, die von Astronomen der University of Maryland durchgeführt wurde, dokumentierte sechs schläfrige, ionisationsarme Galaxien im Bereich der nuklearen Emissionslinien (LINER; oben), die sich plötzlich in lodernde Quasare verwandeln (nächstes Bild unten), in denen sich der hellste aller aktiven galaktischen Kerne befindet. Die Forscher vermuten, dass sie in den Zentren dieser sechs LINER-Galaxien eine völlig neue Art der Aktivität von Schwarzen Löchern entdeckt haben. Bilder mit Infrarot- und sichtbarem Licht: ESA / Hubble, NASA und S. Smartt (Queen's University Belfast) Beobachtungen der Zwicky Transient Facility zeigen überraschende Veränderungen von schläfrigen LINER-Galaxien zu lodernden Quasaren innerhalb weniger Monate. Galaxien gibt es in einer Vielzahl von Formen, Größen und Helligkeiten, von einfachen Galaxien bis hin zu leuchtenden aktiven Galaxien. Während eine gewöhnliche Galaxie hauptsächlich aufgrund des Lichts ihrer Sterne sichtbar ist, leuchtet eine aktive Galaxie in ihrem Zentrum oder Kern am hellsten, wo ein supermassereiches Schwarzes Loch einen stetigen Strahl hellen Lichts abgibt, da es unersättlich Gas und Staub in der Nähe verbraucht Blazing Quasar Artist�s Concept. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech Irgendwo im Spektrum zwischen normalen und aktiven Galaxien zu sitzen, ist eine andere Klasse, die als LINER-Galaxien (Low-Ionization Nuclear Emission Line Region) bekannt ist. Während LINERs relativ häufig sind und ungefähr ein Drittel aller nahe gelegenen Galaxien ausmachen, haben Astronomen heftig über die Hauptquelle der Lichtemission von LINERs diskutiert. Einige argumentieren, dass schwach aktive galaktische Kerne verantwortlich sind, während andere behaupten, dass sternbildende Regionen außerhalb des galaktischen Kerns das meiste Licht produzieren. Ein Team von Astronomen beobachtete sechs milden LINER-Galaxien, die sich plötzlich und überraschend in ausgehungerte Quasare verwandelten - in den hellsten aller aktiven galaktischen Kerne. Das Team berichtete am 18. September 2019 im Astrophysical Journal über ihre Beobachtungen, die dazu beitragen könnten, die Natur von LINERs und Quasaren zu entmystifizieren und gleichzeitig einige brennende Fragen zur galaktischen Evolution zu beantworten. Aufgrund ihrer Analyse schlugen die Forscher vor, sie entdeckt zu haben Eine völlig neue Art der Schwarzlochaktivität in den Zentren dieser sechs LINER-Galaxien. � "Für eines der sechs Objekte dachten wir zuerst, wir hätten ein Ereignis mit Gezeitenstörungen beobachtet, das auftritt, wenn ein Stern zu nahe an einem supermassiven Schwarzen Loch vorbeikommt und zerfetzt wird", sagte Sara Frederick, eine Doktorandin an der Universität von Maryland der Astronomie und der Hauptautor der Forschungsarbeit. »Aber wir haben später festgestellt, dass es sich um ein zuvor ruhendes Schwarzes Loch handelt, das sich einem Übergang unterzieht, den die Astronomen als» veränderlichen Blick «bezeichnen, was zu einem hellen Quasar führt. Die Beobachtung von sechs dieser Übergänge in relativ ruhigen LINER-Galaxien legt nahe, dass wir eine völlig neue Klasse von aktiven galaktischen Kernen identifiziert haben Alle sechs überraschenden Übergänge wurden in den ersten neun Monaten der Zwicky Transient Facility (ZTF) beobachtet, eines automatisierten Himmelsvermessungsprojekts, das am Caltech Palomar Observatory in der Nähe von San Diego, Kalifornien, durchgeführt wurde und mit der Beobachtung begann März 2018. UMD ist Partner des ZTF, das vom Joint Space Science Institute (JSI), einer Partnerschaft zwischen UMD und dem Goddard Space Flight Center der NASA, unterstützt wird. Wechselnde Blickübergänge wurden in anderen Galaxien dokumentiert - am häufigsten in einer Klasse von aktiven Galaxien, die als Seyfert-Galaxien bekannt sind. Per Definition haben Seyfert-Galaxien alle einen hellen, aktiven galaktischen Kern, aber Seyfert-Galaxien vom Typ 1 und Typ 2 unterscheiden sich in der Lichtmenge, die sie bei bestimmten Wellenlängen emittieren. Laut Frederick vermuten viele Astronomen, dass sich der Unterschied aus dem Blickwinkel der Astronomen auf die Galaxien ergibt Es wird angenommen, dass Seyfert-Galaxien vom Typ 1 direkt auf die Erde gerichtet sind und einen ungehinderten Blick auf ihre Kerne gewähren, während Seyfert-Galaxien vom Typ 2 in einem schrägen Winkel geneigt sind, sodass ihre Kerne teilweise durch einen ringförmigen, dichten, staubigen Ring verdeckt werden Gaswolken. Daher stellen wechselnde Blickübergänge zwischen diesen beiden Klassen ein Rätsel für Astronomen dar, da nicht erwartet wird, dass sich die Ausrichtung einer Galaxie zur Erde ändert. Neue Beobachtungen von Frederick und ihren Kollegen können diese Annahmen in Frage stellen �Wir versuchten zunächst zu verstehen, wie sich das Aussehen von Seyfert-Galaxien verändert. Stattdessen haben wir eine ganz neue Klasse von aktiven galaktischen Kernen gefunden, die in der Lage sind, eine schwache Galaxie in einen leuchtenden Quasar umzuwandeln “, sagte Suvi Gezari, Associate Professor of Astronomy an der UMD, Co-Direktor von JSI und Co-Direktor von JSI. Autor der Forschungsarbeit. „Die Theorie legt nahe, dass das Einschalten eines Quasars Tausende von Jahren dauern sollte, aber diese Beobachtungen legen nahe, dass dies sehr schnell geschehen kann. Es sagt uns, dass die Theorie alle falsch ist. Wir dachten, dass die Seyfert-Transformation das größte Rätsel war. Aber jetzt müssen wir ein größeres Problem lösen. « Frederick und ihre Kollegen wollen verstehen, wie eine zuvor ruhige Galaxie mit einem ruhigen Kern plötzlich in ein helles Leuchtfeuer galaktischer Strahlung übergehen kann. Um mehr zu erfahren, führten sie Follow-up-Beobachtungen mit dem Discovery Channel Telescope durch, das vom Lowell Observatory in Zusammenarbeit mit UMD, der Boston University, der University of Toledo und der Northern Arizona University betrieben wird. Diese Beobachtungen halfen dabei, Aspekte der Übergänge zu klären, einschließlich der Wechselwirkung der sich schnell transformierenden galaktischen Kerne mit ihren Wirtsgalaxien "Unsere Ergebnisse bestätigen, dass LINERs tatsächlich aktive supermassereiche Schwarze Löcher in ihren Zentren aufnehmen können", sagte Frederick. �Aber diese sechs Übergänge waren so plötzlich und dramatisch, dass sich in diesen Galaxien etwas völlig anderes abspielt. Wir wollen wissen, wie so große Mengen an Gas und Staub plötzlich in ein Schwarzes Loch fallen können. Da wir diese Übergänge auf frischer Tat ertappt haben, bieten sich viele Möglichkeiten, um zu vergleichen, wie die Kerne vor und nach der Transformation ausgesehen haben Im Gegensatz zu den meisten Quasaren, die die umgebenden Gas- und Staubwolken weit hinter dem galaktischen Kern erhellen, stellten die Forscher fest, dass nur das Gas und der Staub eingeschaltet waren, die dem Kern am nächsten lagen. Frederick, Gezari und ihre Mitarbeiter vermuten, dass sich diese Aktivität allmählich aus dem galaktischen Kern ausbreitet und die Möglichkeit bietet, die Entwicklung eines neugeborenen Quasars abzubilden. »Es ist überraschend, dass jede Galaxie ihr Aussehen auf menschlicher Zeitskala verändern kann. Diese Veränderungen vollziehen sich viel schneller, als wir es mit der aktuellen Quasartheorie erklären können «, sagte Frederick. �Um zu verstehen, was die Akkretionsstruktur einer Galaxie stören und diese Änderungen in so kurzer Zeit verursachen kann, ist einige Arbeit erforderlich. Die Kräfte, die im Spiel sind, müssen sehr extrem und sehr dramatisch sein. « ### Neben Frederick und Gezari gehören Adjunct Associate Professor für Astronomie, Bradley Cenko, der ehemalige Postdoc-Stipendiat des Neil Gehrels-Preises, Erin Kara und die Doktorandin der Astronomie, Charlotte Ward, zu den Mitautoren der Studie. Das Forschungspapier „Eine neue Klasse von Linern mit wechselndem Aussehen“, Sara Frederick, Suvi Gezari, Matthew Graham, Bradley Cenko, Sjoert Van Velzen, Daniel Stern, Nadejda Blagorodnova, Shrinivas Kulkarni, Lin Yan, Kishalay De, Christoffer Fremling, Tiara Hung, Erin Kara, David Shupe, Charlotte Ward, Eric Bellm, Richard Dekany, Dmitri Duev, Ulrich Feindt, Matteo Giomi, Thomas Kupfer, Russ Laher, Frank Masci, Adam Miller, James Neill, Chow-Choong Ngeow, Maria Patterson, Michael Porter, Ben Rusholme, Jesper Sollerman und Richard Walters wurden am 18. September 2019 im Astrophysical Journal veröffentlicht. Weiterlesen



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