החורים השחורים הגדולים השוכנים במרכז הגלקסיות יכולים להיות בהמות רעבות. אבל מה מכריח את הגז והאבק שנות האור האחרונות לכיסוי החורים השחורים העל-מסיביים האלה?
תיאורטי, כי מיזוגים בין גלקסיות מטרידים את הגז והאבק בגלקסיה ומכריחים את החומר לשכונה המיידית של החור השחור. כלומר, עד שמחקר שנערך לאחרונה על 140 גלקסיות המארחות את הגרעין הפעיל הגלקטי (AGN) - שם נוסף לחורים שחורים פעילים במרכז הגלקסיות - סיפק עדות חזקה לכך שרבות מהגלקסיות המכילות AGN אלה אינן מראות סימנים של מיזוגים בעבר.
המחקר בוצע על ידי צוות אסטרונומים בינלאומי. מאוריסיו סיסטנאנס ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה וצוותו השתמשו בנתונים מ -140 גלקסיות שצולמו על ידי מצפה הרנטגן XMM-ניוטון. לגלקסיות שדגמו היה שינוי אדום בין z = 0.3 - 1, מה שאומר שהם נמצאים במרחק של כ -4-8 מיליארד שנות אור משם (וכך האור שאנו רואים מהם הוא בערך 4-8 מיליארד שנה).
הם לא הסתכלו רק בתמונות הגלקסיות המדוברות; הטיה לכיוון סיווג הגלקסיות המציגות גרעינים פעילים המעוותים יותר ממיזוגים עלולה להתגנב. במקום זאת, הם יצרו "קבוצת ביקורת" של גלקסיות, תוך שימוש בתמונות של גלקסיות לא פעילות מאותו משמרת אדומה של הגלקסיות המארחות של AGN. הם צילמו את התמונות מתוך סקר האבולוציה הקוסמית (COSMOS), סקר של אזור גדול בשמיים באורכי גל מרובים של אור. מכיוון שגלקסיות אלה היו מאותו הסבה אדומה מזו שהן רצו ללמוד, הן מראות את אותו שלב בהתפתחות הגלקטית. בסך הכל היו להם 1264 גלקסיות במדגם ההשוואה שלהם.
האופן בו תכננו את המחקר כלל עיקרון של מדע שאינו משמש בדרך כלל בתחום האסטרונומיה: המחקר העיוור. לסיסטנרס וצוותו היו 9 גלקסיות השוואה - אשר לא הכילו AGN - מאותו הסטה אדומה לכל אחת מ -140 הגלקסיות שלהם שהראו סימנים שיש גרעין פעיל.
לאחר מכן הם הסירו כל סימן לגרעין הפעיל הבהיר בתמונה. משמעות הדבר היא שהגלקסיות במדגם שלהן של 140 גלקסיות עם AGN היו למעשה מופיעים אפילו לעין מאומנת כגלקסיה ללא הסימנים המסוימים של AGN. לאחר מכן הם הגישו את גלקסיות הבקרה ותמונות ה- AGN שהשתנו לעשרה אסטרונומים שונים, וביקשו מהם לסווג את כולם כ"מעוותים "," מעוותים בינוני "או" לא מעוותים ".
מכיוון שגודל המדגם שלהם היה די ניתן לניהול, והעיוות ברבות מהגלקסיות היה עדין מכדי שמחשב יוכל לזהות אותו, המוח האנושי המחפש דפוסים היה כלי ניתוח התמונות שלהם לבחירתם. זה אולי נשמע מוכר - משהו דומה נעשה בהצלחה אדירה עם אנשים שהם מסווגי גלקסיות חובבים בגן החיות גלקסי.
כאשר גלקסיה מתמזגת עם גלקסיה אחרת, המיזוג מעוות את צורתה בדרכים שניתן יהיה לזהותן - היא תעקום גלקסיה אליפטית חלקה בדרך כלל מחוץ לכושר, ואם הגלקסיה היא ספירלה, נראה שהזרועות קצת "מתפתלות". אם זה היה המקרה שמיזוגים גלקטיים הם הסיבה הסבירה ביותר ל- AGN, אז גלקסיות עם גרעין פעיל היו סבירות יותר להראות עיוות ממיזוג עבר זה.
הצוות עבר תהליך זה של עיוורון המחקר בכדי לבטל את כל ההטיה שיצטרכו למסתכלים בתמונות לקראת סיווג AGN כעיוותים יותר. בכך שיש להם גודל מדגם גדול למדי של גלקסיות והסרת הטיה כלשהי בעת ניתוח התמונות, הם קיוו להראות באופן סופי אם הקשר בין AGN למיזוגים קיים.
התוצאה? גלקסיות אלה עם גרעין גלקטי פעיל לא הראו עיוות יותר בסך הכל מאשר הגלקסיות במדגם ההשוואה. כפי שמציינים החוקרים בעיתון, "מיזוגים ואינטראקציות המערבים מארחי AGN אינם דומיננטיים, והם אינם מתרחשים לעתים קרובות יותר מאשר עבור גלקסיות לא פעילות."
המשמעות היא שאסטרונומים אינם יכולים להצביע על מיזוגים גלקטיים כסיבה העיקרית ל- AGN. המחקר הראה שלפחות 75% מיצירת AGN - לפחות בין 4-8 מיליארד השנים האחרונות - חייבים להיות ממקורות שאינם מיזוגים גלקטיים. כמו כן, מועמדים למקורות אלה כוללים: "הטרדה גלקטית", אותן גלקסיות שאינן מתנגשות, אך מתקרבות מספיק בכדי להשפיע על גרביטציה זו על זו; חוסר היציבות של המוט המרכזי בגלקסיה; או התנגשות של עננים מולקולריים ענקיים בתוך הגלקסיה.
הידיעה ש- AGN לא נגרמת בחלקם הגדול על ידי מיזוגים גלקטיים תסייע לאסטרונומים להבין טוב יותר את היווצרותם והתפתחותם של הגלקסיות. הגרעינים הפעילים בגלקסיות שמארחים אותם משפיעים מאוד על היווצרות הגלקסיה. תהליך זה נקרא 'משוב AGN', והמנגנונים וההשפעות הנובעים מהמשחק הגומלין בין האנרגיה הזורמת מתוך ה- AGN לחומר שמסביב במרכז הגלקסיה הוא עדיין נושא חם בחקר האסטרונומיה.
מיזוגים בעבר הרחוק יותר מ- 8 מיליארד שנים עשויים עדיין להתכתב עם AGN - מחקר זה פוסל רק אוכלוסיה מסוימת של הגלקסיות הללו - וזו שאלה שהצוות מתכנן לבצע בהמשך, בהמתנה לסקרים מטלסקופ החלל האבל ו טלסקופ החלל ג'יימס ווב. המחקר שלהם יפורסם בגיליון ה- 10 בינואר של כתב העת Astrophysical, וגרסא לפני הדפוס זמינה באתר Arxiv.
מקור: מהדורת החדשות של HST, מכון מקס פלאנק לאסטרונומיה, נייר Arxiv
