(NASA, ESA og J. Olmsted/STScI) Det er velkendt, at kvasarer er de mest lysende galakser i universet, som udsender vanvittige mængder stråling ud over rummet som deres supermassive sorte huller sluger ivrigt materiale fra en kolossal tilvækstskive.
Nå, de er bare blevet endnu mere hardcore. Astronomer har opdaget, at eksplosioner af stråling, der kommer fra kvasarer, kan virke som en tsunami, når de spreder sig gennem den omgivende galakse og skubber materiale udad med hastigheder, der nærmer sig et par procent af lysets hastighed.
Sådanne eksplosioner af stråling er allerede kendt for at flytte partikler til en brøkdel af lysets hastighed, men disse nye opdagelser tager det til et andet niveau, med nogle af de hurtigste spring i hastighed, der er set til dato.
Hvad mere er, mens de blæser gennem materialet i deres hjemlige galakser, slukker de dannelsen af nye stjerner.
'Disse udstrømninger er afgørende for forståelsen af galaksers dannelse,' sagde astrofysiker Nahum Arav fra Virginia Tech .
'De skubber hundredvis af solmasser af materiale hvert år. Mængden af mekanisk energi, som disse udstrømninger bærer, er op til flere hundrede gange højere end lysstyrken af hele Mælkevejsgalaksen.'
Kvasarstadiet i en galakses liv er normalt meget tidligt – en periode med intens aktivitet, der varer op til et par milliarder år før sort hul slår sig ned i et mere konventionelt voksenliv, efter at have forbrugt eller blæst alt det nærliggende stof væk.
Vi ved, at dette sorte hul aktivitetgenererer kraftige vindeder blæser ind i det omgivende rum. Vi ved også, at den kolde gas i dette rum er det stof, som stjerner dannes af. Det menes, at når sorthulsvinden skubber den væk, da der ikke er noget tilbage til at danne stjerner, slukkes stjernedannelsen.
Dette er i overensstemmelse med, hvad vi har observeret i ældre galakser, som er meget mere støjsvage end dem, der huser kvasarer; faktisk, præcis hvordan stjernedannelse slukkes er et puslespil, astronomer har forsøgt at løse i lang tid, siden uden det, universet ville sandsynligvis se meget anderledes ud end den, vi ser, med større galakser og betydeligt flere stjerner.
Det er muligt er der flere mekanismer som kan forklare dette igangværende puslespil.
'Både teoretikere og observatører har i årtier vidst, at der er en eller anden fysisk proces, der lukker for stjernedannelse i massive galakser, men karakteren af den proces har været et mysterium,' forklarede kosmolog Jeremiah Ostriker fra Columbia University og Princeton University.
'At sætte de observerede udstrømme ind i vores simuleringer løser disse udestående problemer i galaktisk evolution.'
Arav og hans team studerede Hubble-observationer af 13 kendte kvasarer for at se efter udstrømninger. Da disse kvasar-tsunamier kolliderer med interstellar gas, genererer kollisionen intens varme, hvis energi udsendes i form af lys over det elektromagnetiske spektrum.
'Du vil først få masser af stråling i røntgen- og gammastråler, og bagefter vil den perkolere til synligt og infrarødt lys,' sagde Arav . 'Du ville få et kæmpe lysshow, som juletræer over hele galaksen.'
Ud fra disse data var de i stand til at måle de tre mest energiske kvasarudstrømninger, der er set til dato, fundet i kvasargalakserne SDSS J1042+1646, SDSS J0755+2306 og 2MASS J1051+1247. Alle tre var kraftige nok til at producere feedback påkrævet til galaktisk slukning.
Blandt disse var SDSS J1042+1646 en rekord-breaker, der udviste den hurtigst accelererende udstrømning. I en treårig periode accelererede en af dens udstrømninger fra 70 millioner kilometer i timen (43 millioner mph) til 74 millioner kilometer i timen (46 millioner mph).
Denne forskning viser dog ikke kun, hvordan galakser kan slukkes. Det kunne også være en meget pæn forklaring på, hvorfor størrelsen af de fleste galakser hænger sammen med størrelsen af deres sorte hul.
Hvis det sorte hul blæser materiale væk, er det ikke kun en begrænsning af, hvor mange stjerner der kan dannes; det begrænser også det materiale, det kan fodre på, og derfor hvor stort det kan vokse.
'Hubbles ultraviolette observationer gør det muligt for os at følge hele rækken af energioutput fra kvasarer, fra køligere gas til den ekstremt varme, stærkt ioniserede gas i de mere massive vinde,' sagde astronomen Gerard Kriss fra Space Telescope Science Institute.
»Disse var tidligere kun synlige med meget vanskeligere røntgenobservationer. Sådanne kraftige udstrømninger kan give ny indsigt i sammenhængen mellem væksten af et centralt supermassivt sort hul og udviklingen af hele dets værtsgalakse.'
Forskningen er blevet publiceret i seks artikler i The Astrophysical Journal Supplement Series .