Eine künstlerische Darstellung der hellsten bekannten Galaxie, WISE J224607.57−052635.0, und der drei Begleitgalaxien, aus denen Material entfernt wird.
(Bild: © NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)
Die leuchtendste bekannte Galaxie scheint drei kleinere Galaxien gleichzeitig verschlungen zu haben und enthüllt Details darüber, warum sie so hell leuchtete.
Diese Entdeckung könnte helfen zu erklären, wie die riesigen Schwarzen Löcher hinter solch außergewöhnlichen Lichtshows laut der neuen Studie zu Beginn der kosmischen Geschichte außerordentlich große Größen erreichten.
Es wird angenommen, dass supermassive Schwarze Löcher mit millionen- bis milliardenfach so großen Massen wie die Sonne in den Zentren der meisten, wenn nicht aller Galaxien lauern. Wenn diese Riesen Materie verschlingen, deuten frühere Untersuchungen darauf hin, dass sie außerordentlich viel Licht freisetzen und wahrscheinlich die treibende Kraft hinter Quasaren sind - lodernde Dynamos, die zu den hellsten Objekten im Universum gehören. [Siehe den mächtigen Quasar: Die Wissenschaft hinter diesen galaktischen Leuchttürmen]
Astronomen können Quasare sehen, die aus den entferntesten Ecken des Kosmos leuchten, was sie zu den entferntesten bekannten Objekten macht. Die am weitesten entfernten Quasare sind auch die frühesten Quasare, die sich im Universum gebildet haben - je weiter ein Quasar entfernt ist, desto länger hat sein Licht gebraucht, um die Erde zu erreichen.
Zu erklären, wie Schwarze Löcher genug Materie verschlungen haben könnten, um zu Beginn der kosmischen Geschichte supermassive Größen zu erreichen, hat sich für Wissenschaftler als außerordentlich herausfordernd erwiesen. Daher möchten Forscher so viele frühe Quasare wie möglich untersuchen, um mehr über ihr Wachstum zu erfahren.
Für diese neue Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler auf den Quasar WISE J224607.57−052635.0, der sich etwa 25 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Diese Galaxie ist relativ klein - nur etwa ein Zehntel so breit wie die Milchstraße, sagte der leitende Autor der Studie, Tanio Díaz Santos, Astrophysiker an der Diego Portales Universität in Santiago, Chile, gegenüber Space.com.
Dieser kleine, staubige Quasar ist jedoch die leuchtendste bekannte Galaxie. Laut Andrew Blain, Astrophysiker an der Universität von Leicester in England, leuchtet es etwa 10.000 Mal heller als die Milchstraße und mehr als 100 Billionen Mal heller als die Sonne.
WISE J224607.57−052635.0 gehört ebenfalls zu den frühesten bekannten Quasaren und stammt aus 12,4 Milliarden Jahren, nur 1,3 Milliarden Jahre nach der Geburt des Universums im Urknall. WISE J224607.57−052635.0 und seine Brüder sind zusammen als heiße, staubverdeckte Galaxien oder kurz Hot DOGs bekannt, sagten die Forscher.
Die Wissenschaftler analysierten WISE J224607.57−052635.0 mit dem Telacope Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) in Chile und dem Karl G. Jansky Very Large Array in New Mexico. Sie haben ihre Ergebnisse heute (15. November) online in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Blains Gruppe entdeckte drei kleine Galaxien, die über Brücken aus kohlenstoffreichem Staub, ähnlich wie Dieselruß, mit dem Quasar verbunden sind. "Diese Galaxien und Brücken erstrecken sich über eine Region des Weltraums um W2246, die ungefähr der Größe der Milchstraße entspricht", sagte Blain.
Die Staubmenge allein im Quasar entsprach dem 1,7-Milliarden-fachen der Sonnenmasse, und die Satellitengalaxien enthielten insgesamt mindestens ebenso viel Staub. "Wir glauben, dass dies der erste Nachweis von staubigen Luftschlangen ist, die Galaxien in einem Mehrfachfusionsereignis zu einem so frühen kosmischen Zeitpunkt verbinden", sagte Díaz.
Die Elemente in diesem Staub werden durch Kernreaktionen in riesigen Sternen erzeugt und in Galaxien verstreut. Dies deutet darauf hin, dass das um diesen Quasar gesehene Gas vor seinem dramatischen Aufflammen des Lichts mit der Sternentstehung in Verbindung gebracht wurde. Dies könnte dazu beitragen, zu beleuchten, wie Gas und Staub zum Aufbau von Galaxien beitragen, sagte Blain.
Die Forscher vermuten, dass Fusionen zwischen Galaxien und kleineren Gefährten nicht nur das Rohmaterial für helle Quasare liefern, sondern auch große Mengen Staub liefern, um es zu verdecken. Als solche könnten diese Ergebnisse helfen, das Auftreten dieser hellen, staubigen Galaxien zu Beginn der kosmischen Geschichte zu erklären, sagten sie.
