Memahami pembentukan bintang dan galaksi di awal sejarah Semesta terus menjadi semacam teka-teki, dan sebuah studi baru mungkin telah mengubah pemahaman kita saat ini. Hasilnya memberikan bukti luar biasa bahwa jet radio yang menonjol dari pusat galaksi meningkatkan pembentukan bintang - hasil yang secara langsung bertentangan dengan model saat ini, di mana pembentukan bintang terhalang atau bahkan dihentikan.
Semua galaksi awal terdiri dari inti bercahaya sangat didukung oleh lubang hitam besar. Ini disebut inti galaksi aktif, atau AGN, masih menjadi topik studi yang intens. Salah satu mekanisme spesifik yang dipelajari para astronom dikenal sebagai umpan balik AGN.
"Umpan balik adalah istilah gaul astronom untuk cara AGN - dengan pelepasan energi dalam jumlah besar - memengaruhi galaksi inangnya," Dr. Zinn, peneliti utama studi ini, baru-baru ini mengatakan kepada Space Magazine. Dia menjelaskan ada kedua umpan balik positif, di mana AGN akan mendorong kegiatan utama galaksi: pembentukan bintang, dan umpan balik negatif, di mana AGN akan menghambat atau bahkan menghentikan pembentukan bintang.
Simulasi pertumbuhan galaksi saat ini memunculkan umpan balik negatif yang kuat.
"Dalam sebagian besar simulasi kosmologis, umpan balik AGN digunakan untuk memotong formasi bintang di galaksi inang," kata Zinn. "Ini diperlukan untuk mencegah galaksi yang disimulasikan menjadi terlalu terang / masif."
Zinn et al. menemukan bukti kuat bahwa ini bukan kasus untuk sejumlah besar galaksi awal, mengklaim bahwa kehadiran AGN sebenarnya meningkatkan pembentukan bintang. Dalam kasus seperti itu, laju total pembentukan bintang pada suatu galaksi dapat didorong oleh faktor 2 - 5.
Selanjutnya tim menunjukkan bahwa umpan balik positif terjadi pada radio-bercahaya AGN. Ada korelasi kuat antara inframerah jauh (indikasi pembentukan bintang) dan radio.
Sekarang, korelasi antara radio dan inframerah jauh tidak asing dengan astronomi galaksi. Bintang terbentuk di daerah yang sangat berdebu. Debu ini menyerap cahaya bintang dan memancarkannya kembali dengan infra merah jauh. Bintang-bintang kemudian mati dalam ledakan supernova yang besar, menyebabkan medan kejut yang kuat, yang mempercepat elektron dan menyebabkan emisi radiasi synchrotron yang kuat di radio.
Namun korelasi ini asing dengan studi AGN. Kuncinya terletak di jet radio, yang menembus jauh ke dalam galaksi tuan rumah itu sendiri. "Jet yang diluncurkan dari AGN mengenai gas antarbintang dari galaksi induk dan dengan demikian memicu guncangan supersonik dan turbulensi," jelas Zinn. "Ini memperpendek waktu penggumpalan gas sehingga dapat mengembun menjadi bintang jauh lebih cepat dan efisien."
Temuan baru ini menyampaikan bahwa mekanisme yang tepat di mana AGN berinteraksi dengan galaksi inangnya jauh lebih rumit daripada yang diperkirakan sebelumnya. Pengamatan di masa depan kemungkinan akan memberikan pemahaman baru tentang evolusi galaksi.
Tim menggunakan data terutama dari gambar Chandra Deep Field South
tetapi juga data dari Hubble, Herschel dan Spitzer.
Hasilnya akan dipublikasikan dalam Astrophysical Journal (pracetak tersedia di sini).
