Een team van Europese wetenschappers heeft virtuele observatoria gebruikt om observaties van verre "starburst" -stelsels die met radio- en röntgengolflengten zijn gemaakt, te vergelijken. Dit is het eerste onderzoek dat radio- en röntgenbeelden met de hoogste resolutie en gevoeligheid combineert die het stof binnendringen en de centra van sommige van deze verre melkwegstelsels verbergen.
Het team richtte zich op sterrenstelsels zo ver weg dat het meer dan zes miljard jaar kostte om hun straling te bereiken. De sterrenstelsels worden gezien zoals ze waren toen ze jonger waren dan de helft van de leeftijd die het universum vandaag is.
Tijdens een toespraak op dinsdag 5 april tijdens de RAS National Astronomy Meeting in Birmingham, zal Dr. Anita Richards (Jodrell Bank Observatory, University of Manchester) uitleggen hoe het team de Britse MERLIN-reeks radiotelescopen en de Very Large Array heeft gebruikt om te onderzoeken hoe sterrenstelsels in het vroege heelal verschillen van die in de buurt.
"De meer afgelegen starburst-sterrenstelsels, die vanwege hun hoge stervormingssnelheid worden genoemd, produceren doorgaans 1.000 of meer zonnemassa's van sterren per jaar - minstens 50 keer meer dan de meest actieve stervormende sterrenstelsels in het nabijgelegen heelal," zei Dr. Richards.
"Elk ver starburstgebied is tienduizenden lichtjaren in doorsnede, equivalent aan ongeveer het binnenste kwartier van de Melkweg - ook veel groter dan dergelijke regio's in ons deel van het heelal."
De radio-zoektocht vond plaats in een gebied dat bekend staat als de Hubble-ruimtetelescoop Deep Field North - een stukje lucht dat kleiner is dan de volle maan en dat tienduizenden sterrenstelsels bevat.
Afgezien van Hubble zijn radiotelescooparrays de enige instrumenten die gedetailleerde structuren binnen deze sterrenstelsels kunnen zien. Bovendien kunnen alleen radio- of röntgenemissies het dichte stof doordringen in de binnenste gebieden van sommige van deze sterrenstelsels.
De twee belangrijkste bronnen van radiogolven en röntgenstralen zijn stervorming en emissies van Active Galactic Nuclei (AGN) die worden gegenereerd wanneer materiaal in een enorm zwart gat wordt gezogen en in stralen wordt uitgestoten. Het team vond ongeveer twee keer zoveel starbursts als AGN, waar deze te onderscheiden waren in radiobeelden.
De Britse AstroGrid en de Europese AVO? delen van de internationale Virtual Observatory - werden gebruikt om tegenhangers voor de radiobronnen te vinden op basis van een verscheidenheid aan andere gegevens die door archieven en observatoria over de hele wereld werden bewaard. Op deze manier werd ontdekt dat ook 50 verre röntgenbronnen met gemeten roodverschuivingen waren gedetecteerd door het Chandra-ruimteobservatorium.
Met Virtual Observatory-tools kon de intrinsieke helderheid van de bronnen eenvoudig worden berekend, gecorrigeerd voor afstand en roodverschuiving. Het team ontdekte echter dat er geen duidelijke relatie was tussen radio- en röntgenstralen. Dit was een verrassing omdat er zo'n link is in de meeste lokale starburst-sterrenstelsels.
Sommige van de zwakste radiobronnen bleken de meeste röntgenstralen uit te zenden en omgekeerd - wat suggereert dat twee afzonderlijke mechanismen in elk sterrenstelsel krachtige emissies opwekten aan tegenovergestelde uitersten van het spectrum.
Leden van het European Virtual Observatory-team hadden eerder de Chandra-röntgengegevens en Hubble-afbeeldingen gebruikt om 47 AGN in het Hubble Deep Field North te vinden. Deze leken zijdelings te worden gezien, zodat de stoffige torus rond het zwarte gat alle behalve de meest energetische röntgenstralen in onze richting blokkeerde.
"Verbazingwekkend genoeg leken er maar vier op AGN in de radio-observaties", zei Richards. "10 hadden radio-emissies die kenmerkend zijn voor starbursts, 4 konden niet worden geclassificeerd en de rest werd niet opgemerkt door radiotelescopen."
De 10 super-starburst / AGN-hybriden hadden de neiging om een hogere roodverschuiving te hebben? wat aangeeft dat ze veel verder van de aarde verwijderd zijn dan de rest van de radiostelsels. Meer dan de helft van hen behoorde tot de raadselachtige? SCUBA-bronnen ?. Deze objecten zijn erg helder bij golflengten van net geen millimeter, waarschijnlijk als gevolg van het sterk verhitten van stof door gewelddadige stervorming, maar bijna onzichtbaar voor de meeste andere instrumenten.
"We concludeerden dat deze jonge sterrenstelsels niet alleen veel meer gewelddadige en uitgebreide stervorming ondergingen dan we nu zien, maar dat ze tegelijkertijd actieve, superzware zwarte gaten voedden die verantwoordelijk zijn voor de röntgenstraling", zei Richards.
“Een aanwijzing voor de oorsprong van dit fenomeen is dat de Hubble-ruimtetelescoop vaak twee of meer vervormde sterrenstelsels onthult die geassocieerd zijn met deze bronnen, wat suggereert dat interactie tussen sterrenstelsels gebruikelijker was toen het heelal jong was. De daaropvolgende botsingen van gas- en stofwolken veroorzaken stervorming en voeden ook het centrale zwarte gat.
“Moderne starburst-sterrenstelsels zijn niet alleen trager in stervorming, maar hebben meestal ook een veel stillere AGN. Dit is niet verrassend, omdat de supersterrenuitbarstingen vrij snel zonder brandstof moeten komen (volgens kosmologische normen), wanneer al het beschikbare materiaal in sterren is veranderd of in het zwarte gat is gevallen. "
Oorspronkelijke bron: RAS News Release
