Область обзора COSMOS окружена изображениями галактик, используемых в этом исследовании. В этих галактиках звездообразование прекратилось около 10 миллиардов лет назад. (3-цветные составные изображения с искусственными цветами, объединяющие данные телескопа Subaru и VISTA). 1 кредит

Галактика Млечный Путь включает в себя звезды разного возраста, в том числе звезды, которые еще только формируются. Но в галактиках, известных как эллиптические галактики , все звезды старые и примерно одного возраста. Это указывает на то, что в начале своей истории эллиптические галактики имели период активного звездообразования, который внезапно закончился. Почему это звездообразование прекратилось в одних галактиках, но не в других, не очень понятно. Одна из возможностей состоит в том, что сверхмассивная черная дыра разрушает газ в некоторых галактиках, создавая среду, непригодную для звездообразования.

Чтобы проверить эту теорию, астрономы смотрят на далекие галактики. Из-за конечной скорости света свету требуется время, чтобы пересечь космическую пустоту. Свет, который мы видим от объекта, находящегося на расстоянии 10 миллиардов световых лет, должен был пройти 10 миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Таким образом, свет, который мы видим сегодня, показывает, как выглядела галактика, когда свет покинул ее 10 миллиардов лет назад. Так что смотреть на далекие галактики — все равно, что оглянуться назад во времени. Но промежуточное расстояние также означает, что далекие галактики выглядят тусклее, что затрудняет их изучение.

Чтобы преодолеть эти трудности, международная группа под руководством Кей Ито из SOKENDAI в Японии использовала Обзор космической эволюции (COSMOS) для изучения галактик на расстоянии 9,5–12,5 миллиардов световых лет. COSMOS объединяет данные, полученные ведущими телескопами мира, в том числе Большой миллиметровой/субмиллиметровой решеткой Atacama (ALMA) и телескопом Subaru. COSMOS включает радиоволны, инфракрасный свет, видимый свет и рентгеновские данные.

Команда сначала использовала оптические и инфракрасные данные, чтобы идентифицировать две группы галактик: те, в которых продолжается звездообразование, и те, где звездообразование остановилось. Отношение сигнал /шум рентгеновских и радиоволновых данных было слишком слабым для идентификации отдельных галактик. Поэтому команда объединила данные для разных галактик, чтобы получить изображения «средних» галактик с более высоким соотношением сигнал/шум. На усредненных изображениях команда подтвердила рентгеновское и радиоизлучение галактик без звездообразования.

Это первый случай, когда такие выбросы были обнаружены для далеких галактик, находящихся на расстоянии более 10 миллиардов световых лет. Кроме того, результаты показывают, что рентгеновское и радиоизлучение слишком сильное, чтобы его можно было объяснить только звездами в галактике, что указывает на наличие активной сверхмассивной черной дыры. Этот сигнал активности черной дыры слабее для галактик , в которых продолжается звездообразование.

Эти результаты, опубликованные в The Astrophysical Journal , показывают, что резкое прекращение звездообразования в ранней Вселенной коррелирует с повышенной активностью сверхмассивных черных дыр. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить детали отношений.