(English follows Dutch)

De evolutie van sterrenstelsels wordt deels bepaald door hun actieve kernen: Active Galactic Nuclei (AGNs). Astronomen van SRON en de RuG hebben nu bevestigd dat samensmeltingen van sterrenstelsels een positief effect hebben op het ontbranden van AGNs. Dat doen ze op basis van een sample met een recordaantal sterrenstelsels. Dankzij een machine-learning algoritme konden ze ongeveer tienmaal zoveel plaatjes verzamelen van fuserende sterrenstelsels als eerdere studies.

Een van de grotere vragen uit de sterrenkunde is hoe sterrenstelsels evolueren van gaswolken tot de prachtige spiraalstructuren die we zien in de achtertuin van onze Melkweg. Zogenoemde Active Galactic Nuclei (AGNs) vormen interessante onderzoeksobjecten om een deel van die vraag te beantwoorden, omdat er sprake lijkt van co-evolutie tussen AGNs en sterrenstelsels. AGNs huisvesten superzware zwarte gaten die grote hoeveelheden energie uitzenden terwijl ze gas uit hun omgeving opeten. Sommige hebben voldoende grote zwaartekrachts- of magnetische velden om jets uit te spuwen vanuit hun polen, tot wel duizenden lichtjaren de ruimte in.

Co-evolutie gaat via tweerichtingsverkeer. Aan de ene kant beïnvloedt de evolutiefase van een sterrenstelsel de activiteit van haar AGN. AGNs lijken goed te gedijen tijdens een bepaalde fase in de evolutie van een sterrenstelsel, omdat we de activiteit zien pieken in sterrenstelsels op bepaalde afstand, en dus op een vaste tijd in het verleden. Aan de andere kant beïnvloedt AGN-activiteit de stervorming binnen een sterrenstelsel. Dat kan zowel op een positieve als op een negatieve manier. Een AGN-jet duwt gas weg terwijl hij zich een weg baant door het sterrenstelsel, zodat dat gas botst met ander gas en dus samenklontert tot zaadjes voor babysterren. Maar AGNs zenden ook energie uit, waarmee ze het gas opwarmen en dus voorkomen dat het afkoelt en condenseert in klonters.

Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen (RuG), waaronder Lingyu Wang en Fangyou Gao, hebben nu een sample gebruikt met een recordaantal sterrenstelsels om een van de factoren te bestuderen die naar verluidt een positief effect hebben op het ontbranden van AGNs: samensmeltingen van sterrenstelsels. Ze vonden inderdaad een correlatie, beide kanten op. Ze tellen rond 1,4 maal meer AGNs in fusies dan in losse sterrenstelsels. En de andere kant op vonden ze rond 1,3 maal meer fusies in samples van sterrenstelsels met AGNs vergeleken met samples van sterrenstelsels zonder AGNs.

 

---

---

Mergers between galaxies trigger activity in their core

Active galactic nuclei (AGNs) play a major role in galaxy evolution. Astronomers from SRON and RuG have now used a record-sample of galaxies to confirm that galaxy mergers have a positive effect on igniting AGNs. They were able to compile about ten times more pictures of merging galaxies than previous studies by using a machine-learning algorithm.

One of the bigger questions in astronomy is how galaxies evolve from clouds of gas and dust to the beautiful spiral structures we see in our Galactic neighborhood. So-called active galactic nuclei (AGNs) form interesting research objects to answer part of the question, because there appears to be co-evolution between AGNs and galaxies. AGNs harbor supermassive black holes that emit huge amounts of energy after accreting gas from their surroundings. Some have large enough magnetic or gravitational fields to spit out jets from their poles, stretching thousands of lightyears.

Co-evolution is a two-way street. On the one hand, the evolution stage of a galaxy affects AGN activity. AGNs seem to thrive at a certain stage in a galaxy’s evolution, because we see AGN activity peaking in galaxies at a particular distance, and therefore at a particular time in the past. On the other hand, AGN activity affects a galaxy’s star formation. This could go either way. An AGN’s jet pushes gas away as it propagates through the galaxy, forcing the gas to collide with other gas and thus creating clumps—seeds for baby stars. But AGNs also emit energy, heating up the gas and thus preventing it to cool down and condense into clumps.

Astronomers from SRON Netherlands Institute for Space Research and the University of Groningen (RuG), including Lingyu Wang and Fangyou Gao, have now used a sample with a record-number of galaxies to study one of the factors that allegedly has a positive effect on igniting AGNs: mergers between galaxies. And indeed they find a correlation, counting both ways. They count about 1.4 times more AGNs in mergers than in non-mergers. And the other way around, the researchers find about 1.3 times more mergers in samples of galaxies with an AGN compared to samples of galaxies without an AGN.

 

The research team used a machine-learning algorithm to recognize mergers. It gives them a sample that is about an order of magnitude larger than those in previous studies, making the correlation much more reliable. ‘We have built a network to train the system to recognize mergers in a lot of pictures,’ says first author Fangyou Gao. ‘This enables us to use a large sample of two telescope surveys with tens of thousands of galaxies. AGNs are relatively ease to recognize, based on their spectrum. But mergers are classified from images, which is typically a human’s job. With machine-learning, we can now have computers do this for us.’

Publication

F. Gao, L. Wang, W. J. Pearson, Y. A. Gordon, B. W. Holwerda, A. M. Hopkins, M. J. I. Brown, J. Bland-Hawthorn, and M. S. Owers, ‘ Mergers Do Trigger AGNs out to z ~ 0.6’, Astronomy & Astrophysics