Naukowcy potwierdzili, że kolosalne zderzenia między galaktykami powodują gigantyczne erupcje w centrach tych galaktyk, a odkrycia dokonano dzięki narzędziu sztucznej inteligencji, które było w stanie sortować obrazy miliona galaktyk w celu znalezienia tych posiadających tak zwane aktywne jądro galaktyczne (AGN).
Wyniki pochodzą dzięki uprzejmości Euklides teleskop kosmiczny, będący misją Europejskiej Agencji Kosmicznej zaprojektowaną do celów badawczych ciemna materia I ciemna energia mierząc i mapując miliardy galaktyki. Badacze wzięli pod uwagę „mały” podzbiór miliona galaktyk, które Euclid kreśli na mapie, i wykorzystali je do zapisania przyczyn AGN.
Od dawna podejrzewano, że fuzje odgrywają kluczową rolę w pobudzaniu aktywności AGN, ponieważ coś musi wepchnąć cały ten gaz do jądra galaktyki, ale podejrzenie i potwierdzenie to dwie różne rzeczy. Potwierdzenie tego nie było tak proste, jak mogłoby się wydawać, ponieważ najpotężniejsze AGN znajdują się w dużej odległości od nas (najbliższy kwazar to 3C273, oddalony o 2,3 miliarda lat świetlnych), a wyraźne rozdzielenie galaktyk w takich odległościach, abyśmy mogli zobaczyć, że zdecydowanie się łączą, było trudne. Podczas gdy Kosmiczny Teleskop Hubble’a I Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba można je rozwiązać, nie obejmują one wystarczająco dużego obszaru nieba, aby można było wykonać zdjęcie wystarczające do uzyskania spisu ludności.
Po premierze w 2023 r. Euclid to wszystko zmienił. Dzięki 1,2-metrowemu zwierciadłu teleskopowemu, 600-megapikselowemu aparatowi i szerokiemu polu widzenia może w ciągu zaledwie jednego tygodnia zapewnić obrazy wyższej jakości niż większość innych teleskopów, pokrywając jednocześnie obszar nieba podobny do całkowitego obszaru obserwowanego przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a przez całe 35 lat jego pracy.
Astronomowie z Euclid Collaboration podzielili miliony galaktyk widzianych przez Euclida na dwie kategorie: jedną, w której galaktyki wydają się łączyć, i taką, w której nie zachodzi żadne połączenie.
Następnie wykorzystali narzędzie do dekompozycji obrazu oparte na sztucznej inteligencji opracowane przez Bertę Margalef-Bentabol i Lingyu Wanga z SRON, Holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych, aby zidentyfikować AGN w tych galaktykach, a nawet określić ilościowo ich moc wyjściową, aby określić, które z nich są najbardziej energetyczne.
„To nowe podejście może nawet ujawnić słaby AGN, którego nie zauważą inne metody identyfikacji” – stwierdziła Margalef-Bentabol w a oświadczenie.
Zespół odkrył, że w galaktykach zaliczanych do kategorii fuzji było od dwóch do sześciu razy więcej AGN niż w galaktykach, w których nie doszło do fuzji.
W przypadku fuzji, które rozpoczęły się stosunkowo niedawno i które wyrzuciły dużo pyłu międzygwiazdowego w taki sposób, że zakrywa jądro, czyniąc je widocznym tylko w świetle podczerwonym, AGN jest sześciokrotnie więcej. W przypadku fuzji, które zbliżają się do końcowej fazy i w których opadł już cały pył, jest wciąż dwa razy więcej AGN niż w galaktykach, w których nie doszło do połączenia.
„Różnica między tymi dwoma typami AGN może oznaczać, że wiele AGN znalezionych w miejscach niezwiązanych z fuzją tak naprawdę należy do połączonych galaktyk, które zakończyły etapy chaotyczne i wyglądają jak pojedyncza galaktyka w regularnej formie” – powiedział Antonio la Marca z Uniwersytetu w Groningen.
Dowody obserwacyjne nie tylko mocno potwierdzają koncepcję fuzji jako czynnika wyzwalającego aktywność AGN, ale także wskazują, że fuzje są główną przyczyną, szczególnie w przypadku najbardziej świetlistych AGN.
„Dochodzimy również do wniosku, że najprawdopodobniej fuzje będą jedynym mechanizmem zdolnym zasilić najjaśniejszy AGN” – stwierdziła la Marca. „Przynajmniej są głównym czynnikiem wyzwalającym”.
AGN stanowią najszybszą fazę wzrostu supermasywnych czarnych dziur, a wylanie promieniowania z tych żarłocznych czarnych dziur może podgrzać gaz molekularny w galaktyce, uniemożliwiając powstawanie gwiazd. AGN może zatem mieć długoterminowy wpływ na swoją galaktykę macierzystą, a wiedza o prawdopodobieństwie połączenia galaktyk macierzystych jest istotna podczas modelowania ewolucji galaktyk.
Wyniki mają zostać opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics i są dostępne w dwóch przeddrukach, z których jeden zawiera szczegółowe informacje na temat analiza łączących się galaktyk i AGNi drugi opisujące narzędzie do dekompozycji obrazu AI.
