Die Milchstraße umfasst Sterne jeden Alters, einschließlich Sterne, die sich noch bilden. Aber in Galaxien, die als elliptische Galaxien bekannt sind, sind alle Sterne alt und ungefähr gleich alt. Dies weist darauf hin, dass elliptische Galaxien früh in ihrer Geschichte eine Periode aktiver Sternentstehung hatten, die abrupt endete. Warum diese Sternentstehung in einigen Galaxien aufhörte und in anderen nicht, ist nicht ganz klar. Eine Möglichkeit ist, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch das Gas in einigen Galaxien zerstört und eine Umgebung schafft, die für die Sternentstehung ungeeignet ist.
Um diese Theorie zu testen, beobachten Astronomen entfernte Galaxien. Aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit braucht es Zeit, um die Leere des Weltraums zu durchqueren. Das Licht, das wir von dem Objekt sehen, musste 10 Milliarden Jahre zurücklegen, um die Erde zu erreichen. Wenn wir also ferne Galaxien betrachten, scheinen wir in die Vergangenheit zu blicken. Die entferntesten Galaxien erscheinen viel dunkler, was ihre Untersuchung erschwert.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, nutzte ein internationales Team unter der Leitung von Kei Ito von SOKENDAI in Japan das Cosmic Evolution Survey (COSMOS)-Programm, um Proben von Galaxien zu nehmen, die zwischen 9,5 und 12,5 Milliarden Lichtjahre entfernt sind. COSMOS enthält Daten zu Radiowellen, Infrarotlicht, sichtbarem Licht und Röntgenstrahlen.
Zunächst verwendete das Team optische und infrarote Daten, um zwei Gruppen von Galaxien zu identifizieren: diejenigen, bei denen die Sternentstehung andauert, und diejenigen, bei denen sie aufgehört hat. Das Signal-Rausch-Verhältnis der Röntgen- und Radiowellendaten war zu schwach, um einzelne Galaxien zu identifizieren. Also kombinierte das Team die verschiedenen Daten, um ein Bild von "durchschnittlichen" Galaxien mit einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten. In den gemittelten Bildern bestätigte das Team das Vorhandensein von Röntgen- und Radioemissionen in Galaxien ohne Sternentstehung.
Erstmals wurden solche Emissionen für entfernte Galaxien in einer Entfernung von mehr als 10 Milliarden Lichtjahren nachgewiesen. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass die Röntgen- und Radiostrahlung zu stark ist, um allein durch das Vorhandensein von Sternen in der Galaxie erklärt zu werden, was auf das Vorhandensein eines aktiven supermassereichen Schwarzen Lochs hinweist. Das Signal der Aktivität von Schwarzen Löchern ist schwächer für Galaxien, in denen die Sternentstehung fortgesetzt wird.
Diese Ergebnisse zeigen, dass das abrupte Ende der Sternentstehung im frühen Universum mit der erhöhten Aktivität des supermassereichen Schwarzen Lochs korreliert.
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