Aktif süper kütleli kara deliklere sahip galaksilerin uzak kızılötesi emisyonu

30 yıldan daha uzun bir süre önce Kızılötesi Astronomi Uydusu, evrenin neredeyse görünmez ancak son derece parlak birçok gökada içerdiğini keşfetti – bazıları Samanyolu’muzdan 1000 kat daha parlaktı. Bu galaksiler, toz ve moleküler gaz bulutlarının derinliklerine gömülü olan dramatik yıldız oluşum patlamaları tarafından desteklenen, öncelikle kızılötesinde parlıyor. Toz, sıcak genç yıldızların yaydığı morötesi ışığı emer, optik ışığı gizler ve enerjiyi uzak kızılötesi dalga boylarında yeniden yayar. Bu dalga boyları, optik dalga boylarından yaklaşık yüz kat daha uzundur ve kabaca 40 derece kelvin olan soğuk sıcaklıklarla karakterize edilir. Gökbilimciler, en azından bazı durumlarda, hiperaktivitenin, gaz bulutlarının çökerek yeni yıldızlara dönüşmesine neden olan galaksiler arasındaki çarpışmalar tarafından tetiklendiğini savunuyorlar.

Galaksiler arasındaki çarpışmalar yaygındır. Aslında, çoğu gökada muhtemelen yaşamları boyunca bir veya daha fazla karşılaşmaya dahil olmuşlardır, bu da bu etkileşimleri gökada evriminde ve evrendeki yıldızların oluşumunda önemli bir aşama haline getirir. (Örneğin Samanyolu, yerçekimi ile Andromeda galaksisine bağlıdır. Saniyede yaklaşık 50 kilometre hızla birbirimize yaklaşıyoruz ve yaklaşık bir milyar yıl sonra buluşmamız bekleniyor.) Çarpışmaların meydana geldiği düşünülüyor. yaklaşık on milyar yıl önce daha da yaygın olan dönem, bazen Kozmik Öğlen olarak adlandırılır, çünkü bu dönemde evren, yalnızca bu galaksilerden gelen güçlü kızılötesi emisyon kullanılarak elde edilen, günümüzün on katından daha fazla bir yıldız üretimi aşamasından geçti.

Ancak, yıldız oluşumundan gelen ultraviyolenin yanı sıra tozu ısıtmanın başka yolları da vardır ve yıldız oluşum hızlarından emin olmak için, özellikle çoğu alternatif yıldız oluşumu teşhisinin o kadar uzak olduğu Kozmik Öğlen’deki galaksiler için, ısıtma mekanizmalarının dikkatli bir şekilde hesaplanması gerekir. pratik değildir. Olası bir alternatif enerji kaynağı, galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliktir. Gaz ve toz, süper kütleli bir kara deliğin ortamına aktif olarak yığıldığında, güçlü yüklü parçacık jetleri fırlatılabilir ve etrafındaki tozlu torus ısınabilir. Bu nesnelere aktif galaktik çekirdekler (AGN) denir. Gökbilimciler, bir AGN çevresindeki sıcak, X-ışını yayan bölgenin kızılötesinde yayılan toza sahip olduğunu uzun zamandır takdir ediyor, ancak kızılötesinin çok yüksek sıcaklıklarla karakterize edileceğini ve çok küçük bölgelerden ortaya çıktığını ve toplam katkıya katkısının olduğunu savundular. uzak kızılötesi emisyon ihmal edilebilir olmalıdır.

CfA gökbilimcileri Juan Rafael Martínez-Galarza ve Howard Smith ve meslektaşları şimdi, parlak bir AGN’nin bazı koşullar altında uzak kızılötesi toz emisyonuna hakim olabileceğini gösterdiler. Gökbilimciler, birleşen gökadaların simülasyonlarını kullanarak, parlak bir AGN’den gelen radyasyonun gökadaya nüfuz edebildiğini ve yalnızca birkaç yüz ışıkyılı boyutundaki sıcak malzemeden kaynaklanmasına rağmen tozu ısıtabildiğini ve bu malzemenin uzak kızılötesinde yayıldığını gösteriyor. . Etkileri ölçmek için AGN’nin simüle edilmiş aktivitesini yapay olarak açıp kapatarak, bilim adamları, büyük gökadaların birleşmelerinin, gökadadaki soğuk, uzak kızılötesi emisyona dört faktör kadar hakim olan AGN-ısıtmalı tozun sonuçlanabileceğini gösteriyorlar. . Bu nesnelerdeki uzak kızılötesi parlaklığından tahmin edilen yıldız oluşum oranları, bu büyük faktör için düzeltmeler dahil edilmeden yanlış olacaktır. Ekip, iyonize atomik çizgi imzaları ve uzaysal morfolojiler kullanarak bu vakaları tanımlamak için spektroskopik ve görüntüleme yöntemleri önermeye devam ediyor.