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    Cosa alimenta le galassie più luminose?

    La coppia di galassie in collisione VV705. Gli astronomi hanno misurato una serie di galassie che si fondono per determinare i contributi relativi alla luminosità dalla formazione stellare rispetto all'accrescimento attorno al nucleo del buco nero supermassiccio. Per VV705, scoprono che quasi il 75% della luminosità deriva dalla formazione stellare. Credito:NASA/Hubble

    È noto da tempo che le interazioni galassia-galassia influenzano l'evoluzione delle galassie. Sono eventi banali, e una grande maggioranza di galassie mostra segni di interazioni, comprese code di marea o altre distorsioni morfologiche. Le collisioni più drammatiche fanno accendere le galassie, soprattutto nell'infrarosso, e sono alcuni degli oggetti più luminosi nel cielo. La loro luminosità permette di studiarli a distanze cosmologiche, aiutando gli astronomi a ricostruire l'attività nell'universo primordiale.

    Due processi in particolare sono responsabili dell'aumento della radiazione:esplosioni di formazione stellare o il rifornimento del buco nero supermassiccio nel nucleo di una galassia (un nucleo galattico attivo - AGN). Sebbene in linea di principio questi due processi siano abbastanza diversi e dovrebbero essere facilmente distinguibili (AGN, Per esempio, producono radiazioni ultraviolette e raggi X molto più calde), in pratica le caratteristiche discriminanti possono essere deboli e/o oscurate dalla polvere nelle galassie. Gli astronomi quindi usano spesso la forma dell'intero profilo di emissione della galassia dall'ultravioletto al lontano infrarosso (la sua distribuzione spettrale di energia - SED), per diagnosticare cosa sta succedendo. La polvere che assorbe gran parte della radiazione la ri-irradia anche alle lunghezze d'onda infrarosse più lunghe e i codici dei computer possono modellare e svelare i numerosi effetti fisici.

    Se le esplosioni di formazione stellare fossero responsabili dell'alimentazione delle galassie luminose nell'universo primordiale, allora molte delle stelle di oggi potrebbero essersi formate in tali eventi, ma se AGN dominava, allora avrebbero dovuto esserci più getti in uscita e meno nuove stelle. Gli astronomi CfA Jeremy Dietrich, Aaron S. Weiner, Matt Ashby, Rafael Martínez-Galarza, Andrés Ramos Padilla, Howard Smith, Steve Willner, Andreas Zezas, e due colleghi ne hanno analizzati ventiquattro relativamente vicini, galassie luminose che si fondono per vedere quanto spesso e fino a che punto l'attività dell'AGN ha alimentato l'energia. Hanno estratto le informazioni SED più meticolose in trentatré bande spettrali da sette missioni della NASA per queste galassie, correzione per gli sfondi, confusione, e altri segnali estranei. Hanno quindi utilizzato un nuovo codice di calcolo per adattare la forma del SED e derivare il valore più probabile del contributo AGN, anche per misurare il tasso di formazione stellare, le proprietà della polvere, e numerosi altri parametri fisici. Gli scienziati hanno testato l'affidabilità del codice utilizzandolo su simulazioni di fusioni di galassie e hanno trovato un eccellente accordo.

    Gli astronomi scoprono che il contributo dell'AGN nel loro campione di galassie raggiunge il novanta per cento della luminosità totale; in altri casi scende al di sotto del venti per cento ed è forse trascurabile. Il team si sforza di mettere in relazione l'entità del contributo dell'AGN alla fase di fusione del sistema (dall'inizio alle fasi di coalescenza), ma la loro modesta dimensione campionaria ha limitato la generalità delle conclusioni. Stanno espandendo la loro analisi a diverse centinaia di altre fusioni per rafforzare le conclusioni.


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