Hur drivs och matas aktiva galaxer
Aktiva galaxer avger enorma mängder strålning, och antas frigöra sin energi från material som faller in mot ett svart hål. Under de senaste fem åren har astronomerna förstått att det förmodligen finns ett svart hål i de flesta galaxer. Studier av centralt belägen gas som kan fungera som bränsle kan därför hjälpa oss att förstå matningen av aktiva galaxkärnor och vad som startar aktiviteten. Ylva Pihlström vid Onsala Rymdobservatorium presenterar sådana studier i en doktorsavhandling på Chalmers.
Eftersom det är få galaxer som är aktiva betyder detta att det inte är närvaron av ett svart hål i sig som avgör om galaxen är aktiv eller ej. Istället tror man att andra faktorer, till exempel närvaron av ”bränsle”, spelar en stor roll.
– Med hjälp av radiovågsinterferometri där flera teleskop används samtidigt vid observationer (sk Very Long Baseline Interferometry, VLBI), kan man studera mindre detaljer än vad som är möjligt med ett teleskop i taget. Denna VLBI-teknik har vi utnyttjat i de studier av gas i de mest centrala delarna av aktiva galaxer, vilka presenteras i avhandlingen. Våra absorptionsmätningar påvisar gas vilken ofta roterar runt galaxkärnan, och som förmodligen matas till det svarta hålet. Ett exempel är galaxen NGC4261 där vi observerar en tunn skiva av vätgas med en radie av 20 ljusår. Detta är antagligen de inre delarna en större skiva (800 ljusårs radie) av damm och gas vilken har observerats med Hubble Space Teleskopet, säger Ylva Pihlström.
– Vanligtvis antas de aktiva galaxer som vi observerar vara flera miljoner år gamla, men det finns en grupp aktiva galaxer som är mycket små, och som därför skulle kunna vara mycket unga (kanske endast ett par tusen år). Genom att studera dessa objekt hoppas vi kunna förstå hur aktiva galaxer föds och utvecklas. Teorier som förklarar hur dessa unga objekt skulle kunna växa till de större och äldre galaxerna, förutsäger vissa typiska gastätheter. Vi har studerat atomär vätgas i sådana ”små” galaxer, och finner att gastätheten stämmer väl överens med vad som krävs för att de ska kunna utvecklas till de större galaxtyperna. Våra resultat stödjer därför antagandet att dessa galaxer är unga.
– Istället för att få sin energi genom matning av ett svart hål, drivs en del aktiva galaxer genom en intensiv central stjärnbildning. Vi har med våra VLBI observationer av galaxen IIIZw35 direkt kunnat observera en kompakt och central stjärnbildningsregion vilken tros vara galaxens motor, genom att detektera strålning som kommer ifrån supernovor eller ifrån klumpar av gamla supernovarester. I samma galax har vi även studerat interstellära hydroxyl ”lasrar”. De drivs förmodligen också med hjälp av stjärnbildningen, och tidigare har man trott att dessa lasrar kräver ganska stora områden av gas för att bildas (kanske ett par tusen ljusår), men våra observationer bevisar att de även kan bildas på områden bara en tiondels så stora. Våra resultat stödjer också antagandet om att lasrarna drivs med hjälp av stjärnbildningen, eftersom lasrarna och stjärnbildningsområdet finns på samma ställe med ungefär samma utbredning.
Avhandlingen ”Radio Studies of Circumnuclear Gas in Active Galaxies” försvaras vid en offentlig disputation den 12 oktober, kl 14.15 i KB-salen, Kemigården 4, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.
För vidare information kontakta:
Ylva Pihlström, Radio- och rymdvetenskap, Chalmers, tel: 031-772 5528, e-post: ylva@oso.Chalmers.se
