اگر دو کهکشان با هم برخورد کنند چه می‌شود؟

برخورد کهکشانی، یکی از رویداد‌های تماشایی جهان است، اما برخی از افراد در مورد نتیجه آن نگران هستند و می‌خواهند بدانند که در صورت رخ دادن برخورد کهکشانی، چه اتفاقی می‌افتد.

به گزارش ایسنا، برخورد‌های کهکشانی، یکی از دیدنی‌ترین رویداد‌های کیهان هستند. برخورد میان کهکشان‌هایی که در یک خوشه هم‌زیستی دارند، امری عادی است. جاذبه گرانشی بین دو یا چند کهکشان نزدیک به هم، آن‌ها را در طول میلیون‌ها سال به هم نزدیک‌تر می‌کند.

جاذبه می‌تواند کار‌های بسیار شگفت‌انگیزی را در جهان انجام دهد. این نیروی نامرئی با ماده کیهانی بازی می‌کند و کار‌هایی مانند تبدیل کردن گاز و غبار به ستاره‌های درخشان جدید، تبدیل کردن سنگ‌های توده‌ای به سیارات کروی و در هم ریختن کل کهکشان‌ها را انجام می‌دهد. گرانش، کهکشان‌ها را به سوی یکدیگر سوق می‌دهد. زمانی که کهکشان‌ها به هم برسند، محتویات آن‌ها در هم می‌پیچد و مخلوط می‌شود و همه آن‌ها به یک گوی کهکشانی بزرگ تبدیل می‌شوند.

اخترشناسان چنین رویداد‌هایی را که به عنوان ادغام شناخته می‌شوند، تقریبا در هر مرحله از فرآیند مشاهده کرده‌اند. زمانی که کهکشان‌ها در کنار هم قرار می‌گیرند، گویی برای یک نشست فضایی بسیار مهم گردهم آمده‌اند. گرانش، کشش کهکشان‌ها را آغاز می‌کند تا از شکل اصلی خود دور شوند و آنچه در پایان باقی می‌ماند، یک گوی درهم و برهم است. تا آن زمان، تنها نشانه‌ای که ثابت می‌کند ادغام رخ داده، درخشش ضعیفی از مواد ستاره‌ای در اطراف این گوی است.

در این گزارش، به بررسی این موضوع می‌پردازیم که هنگام برخورد کهکشان‌ها چه اتفاقی می‌افتد.

رقص گرانشی

برخورد کهکشانی، یک فرآیند سریع نیست. کهکشان‌ها احتمالا پیش از اینکه در نهایت با هم ادغام شوند، چندین بار از یکدیگر عبور خواهند کرد. کشش گرانشی هر دو کهکشان، شکل آن‌ها را مخدوش می‌کند و باعث می‌شود که درهم‌ریخته و بی‌نظم به نظر برسند. هنگامی که کهکشان‌های مارپیچی به یکدیگر نزدیک می‌شوند، بازو‌های آن‌ها کشیده و منحرف می‌شوند. در طول میلیون‌ها سال، کهکشان‌های در حال ادغام در یک رقص گرانشی محبوس خواهند شد. در طول این رقص، کشش گرانشی بین کهکشان‌ها، نیرو‌های جزر و مدی را ایجاد می‌کند. ابر‌های بزرگ هیدروژن، کشیده و فشرده می‌شوند و اصطکاک ایجاد می‌کنند و سرعت تشکیل ستاره را افزایش می‌دهند.

اگرچه از این فرآیند به عنوان یک برخورد کهکشانی یاد می‌شود، اما مهم است که توجه داشته باشیم ستارگان درون کهکشان‌های در حال برخورد، در واقع با یکدیگر برخورد نمی‌کنند. فواصل بین ستاره‌ها آن قدر زیاد است که احتمال برخورد آن‌ها زیاد نیست. با وجود این، ستارگان در طول برخورد، فواصل بسیار زیادی را طی خواهند کرد. پس از برخورد، بعید است که هیچ ستاره‌ای در موقعیت اصلی خود باقی بماند.

اگرچه ستارگان با هم برخورد نخواهند کرد، اما مهد‌های ستاره‌ای که سحابی نامیده می‌شوند، با یکدیگر برخورد خواهند کرد. اندازه بزرگتر سحابی‌ها به این معناست که احتمال برخورد آن‌ها با یکدیگر زیاد است. برخورد ابر‌های بزرگ گاز هیدروژن، باعث ایجاد ستارگان بی‌شماری می‌شود. نیرو‌های جزر و مدی گرانشی و برخورد بین سحابی‌ها به افزایش سریع شکل‌گیری ستاره‌ها می‌انجامد.

طی یک برخورد کهکشانی، سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم واقع در مرکز هر دو کهکشان نهایتا با هم ادغام می‌شوند و یک سیاه‌چاله بسیار بزرگتر را تشکیل می‌دهند. برخورد دو سیاه‌چاله کلان‌جرم باعث تولید امواج گرانشی می‌شود که به سمت بیرون حرکت می‌کنند. علاوه بر این، مقدار زیادی از مواد در سیاه‌چاله‌های در حال ادغام می‌افتند و انرژی بالایی را تولید می‌کنند. این فرآیند، ناحیه‌ای را به وجود می‌آورد که «هسته کهکشانی فعال» (AGN) نامیده می‌شود.

نتیجه نهایی

در طول یک برخورد معمولی کهکشانی، فرآیند ستاره‌زایی که رخ می‌دهد، مقدار هیدروژن قابل استفاده در هر دو کهکشان را تخلیه می‌کند. سرعت تشکیل ستاره به آرامی کاهش می‌یابد تا اینکه به طور کامل متوقف شود. کهکشان‌ها پس از ادغام کامل با یکدیگر، به یک کهکشان بیضوی بزرگ تبدیل می‌شوند که کاملا فاقد هرگونه ویژگی فیزیکی قبلی مانند بازو‌های مارپیچی است. بیشتر کهکشان‌های بیضوی احتمالا محصول برخورد‌های کهکشانی هستند و شواهدی وجود دارند که این موضوع را تأیید می‌کنند.

کهکشان‌های بیضوی فاقد مقدار کافی مواد ستاره‌ساز هستند؛ بنابراین تشکیل ستاره در کهکشان‌های بیضوی به ندرت اتفاق می‌افتد. خود کهکشان‌های بیضوی نیز در اوایل عمر جهان، نادر بودند. این موضوع منطقی است، زیرا در اوایل عمر جهان، زمان کافی برای آشکار شدن برخورد‌های کهکشانی و تبدیل شدن به کهکشان‌های بیضوی سپری نشده بود.

اتفاقی که با تعامل کهکشان‌ها رخ می‌دهد، تا حدود زیادی به ترکیبات و اندازه کهکشان‌هایی بستگی دارد که در حال برخورد هستند. بهترین روشی که می‌تواند به درک ملاقات کهکشان‌ها کمک کند، این است که رفتار آن‌ها را به جای برخورد، به عنوان ادغام در نظر بگیریم. سیارات و ستارگان به یکدیگر برخورد نخواهند کرد، زیرا کهکشان‌ها دارای فضای زیادی هستند و احتمال بیشتری وجود دارد که ستاره‌ها و سیارات از کنار یکدیگر عبور کنند.

بسیاری از کهکشان‌های بزرگ می‌توانند کهکشان کوچک‌تری را جذب کنند. گرانش کهکشان بزرگ، کهکشان کوچک‌تر را به سمت خود می‌کشد و برخورد را ایجاد می‌کند. اگر یک کهکشان دارای حرکت کافی باشد، می‌تواند پس از برخورد به دور شدن ادامه دهد. با وجود این، بیشتر کهکشان‌ها به سوی یکدیگر کشیده می‌شوند و به حرکت خود از کنار یکدیگر ادامه نمی‌دهند، زیرا حرکت کافی ندارند و کشش‌های گرانشی برای فرار بسیار قوی هستند.

این بدان معناست که کهکشان بزرگ‌تر شروع به تغییر دادن کهکشان کوچکتر و ادغام آن در خود می‌کند. کهکشان‌ها از ستاره‌ها، مواد، گاز، سنگ‌ها و غبار تشکیل شده‌اند. هنگامی که کهکشان‌ها با هم ادغام می‌شوند، گاز‌ها با یکدیگر در تعامل قرار می‌گیرند. گاز‌های موجود در کهکشان‌ها، در ابر‌های بزرگی وجود دارند که در سراسر منظومه کهکشانی پخش شده‌اند. این بدان معناست که ابر‌های بزرگ گازی، بیشتر به ابر‌های بزرگ گازی دیگر برخورد می‌کنند. گاز‌ها متراکم می‌شوند و فشار بیشتری را تجربه می‌کنند.

هنگامی که دو کهکشان با اندازه یکسان در حال ادغام شدن هستند، ستارگان جدید زیادی تشکیل می‌شوند و کهکشان‌های در حال ادغام شدن را درخشان‌تر می‌کنند. با وجود این، اگر این کهکشان‌ها خیلی سریع ادغام شوند، بسیاری از ستاره‌های تازه تشکیل شده احتمالا اندکی پس از شکل‌گیری خواهند مرد. همان طور که کهکشان‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند، کشیده شدن و تغییر شکل را آغاز می‌کنند و دنباله‌ها یا بازو‌ها را پدید می‌آورند.

با آغاز ناپدید شدن بازوها، کهکشان بیضوی شکل به نظر می‌رسد. ادغام گازها، ستاره‌های جدیدی را ایجاد می‌کند و شکل جدید، بیضوی‌تر، کروی‌تر یا گاهی اوقات نامنظم‌تر می‌شود. این ادغام می‌تواند یک ابرکهکشان جدید را ایجاد کند. ستارگان هر کهکشان احتمالا به مکان جدیدی در این ابرکهکشان منتقل می‌شوند و این بدان معناست که رابطه یک سیاره با سایر سیارات و منظومه‌های ستاره‌ای دیگر وجود نخواهد داشت.

به خاطر داشته باشید که تکمیل شدن این ادغام‌ها چند میلیارد سال طول می‌کشد. آن‌ها در یک چشم به هم زدن اتفاق نمی‌افتند. کهکشان راه شیری و کهکشان «آندرومدا» (Andromeda) در مسیر برخورد به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند، اما میلیون‌ها سال زمان خواهد برد تا هر دو با هم برخورد کنند. دانشمندان باور دارند که سیاه‌چاله‌های کهکشان «آندرومدا» و راه شیری با هم ترکیب خواهند شد، اما نمی‌دانند این موضوع چگونه بر بقیه کهکشان تأثیر خواهد گذاشت.

آیا کهکشان راه شیری با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟

کهکشان راه شیری که متشکل از چند صد میلیارد ستاره از جمله خورشید و همچنین سیاره ما زمین است، در مسیر ادغام شدن با کهکشان آندرومدا قرار دارد.

تصویری که «تلسکوپ فضایی هابل» (HST) ناسا ثبت کرده است، سه کهکشان دوردست را در حال تلاش برای فروپاشی یکدیگر نشان می‌دهد. به گفته ناسا، این سقوط کیهانی که به عنوان ادغام سه کهکشان شناخته می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که سه کهکشان به آرامی به یکدیگر نزدیک می‌شوند و با نیرو‌های گرانشی رقیب خود، از هم می‌پاشند. ادغام‌هایی از این دست، در سراسر جهان و همه کهکشان‌های بزرگ رایج است.

اگرچه این پدیده بیشتر یک هرج و مرج به نظر می‌رسد، اما ادغام‌هایی از این دست، بیشتر برای خلقت هستند تا تخریب. با برخورد و متراکم شدن گاز سه کهکشان همسایه، دریای وسیعی از مواد در مرکز کهکشان تازه متحد شده جمع می‌شود که ستارگان جدیدی از آن بیرون می‌آیند.

ستارگان موجود عمدتا بدون آسیب دیدن از این ماجرا جان سالم به در خواهند برد. اگرچه طناب‌کشی گرانشی میان این سه کهکشان، مسیر‌های مداری بسیاری از ستارگان موجود را منحرف می‌کند، اما فضای زیادی بین این ستاره‌ها دیده می‌شود که احتمال برخورد نسبتا کمی در آن وجود دارد. اگرچه فرآیند برخورد کهکشانی، ستاره‌ها را به ساختار‌های جدیدی بازآرایی می‌کند، اما از آنجا که فضای بسیار گسترده‌ای بین ستاره‌ها قرار گرفته، بسیار بعید است که حتی یک ستاره در طول این فرآیند با ستاره دیگری برخورد مستقیم داشته باشد. از سوی دیگر، اگر ستاره‌ها و سیاره‌ها با یکدیگر برخورد کنند، نتایج فاجعه‌باری پدید خواهد آمد.

مطالعه ادغام‌های کهکشانی می‌تواند به اخترشناسان در درک گذشته و آینده کهکشان راه شیری کمک کند. گمان می‌رود که کهکشان راه شیری در طول ۱۲ میلیارد سال گذشته، بیش از ۱۲ کهکشان را بلعیده باشد.

کهکشان‌ها مجموعه‌ای از ستارگان، گاز، غبار و ماده تاریک هستند که با کمک گرانش در کنار هم قرار گرفته‌اند. ظاهر و ترکیب کهکشان‌ها در طول میلیارد‌ها سال به واسطه تعامل با گروه‌هایی از ستارگان و سایر کهکشان‌ها شکل گرفته است. دانشمندان با استفاده از ابررایانه‌ها می‌توانند گذشته را مورد بررسی قرار دهند و شبیه‌سازی کنند که چگونه یک کهکشان ممکن است در کیهان اولیه شکل گرفته و به آنچه امروز می‌بینیم، رسیده باشد.

برخورد‌های بعدی می‌توانند مواد را به سمت حومه کهکشان سوق دهند و بازو‌های مارپیچی گسترده‌ای را ایجاد کنند که پر از ستاره هستند.

کهکشان راه شیری قرار است در حدود پنج میلیارد سال آینده، با کهکشان آندرومدا که نزدیکترین همسایه بزرگ ما به شمار می‌رود، برخورد کند. دانشمندان با شبیه‌سازی این رخداد به کمک ابررایانه‌ها می‌توانند پیش‌بینی کنند که چه اتفاقی می‌افتد.

به گفته ناسا، این ادغام می‌تواند آسمان شب را به طور کامل برای زمین تغییر دهد، اما احتمالا منظومه شمسی را بدون آسیب به جا خواهد گذاشت. زمانی که با آندرومدا ادغام شویم، خورشید ما به یک غول سرخ‌رنگ تبدیل خواهد شد و عطارد و زهره و سپس زمین را خواهد بلعید، اما خورشید می‌تواند تا پیش از آن زمان، دردسر‌های زیادی را برای ما ایجاد کند.

اگرچه عمر ما برای دیدن این برخورد کهکشانی کافی نیست، اما دانشمندان با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای می‌توانند آن را مقابل دیدگان ما قرار دهند.

به گفته دانشمندانی که این پدیده را شبیه‌سازی کرده‌اند، نتیجه برخورد آندرومدا و کهکشان راه شیری، تولد یک کهکشان جدید و بزرگتر خواهد بود، اما این منظومه جدید به جای این که مانند پیشینیان خود مارپیچی باشد، به شکل یک بیضی غول‌پیکر در خواهد آمد.

این شبیه‌سازی‌ها شامل جزئیاتی از اتفاقاتی هستند که برای سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم پنهان‌شده در مرکز هر دو کهکشان رخ می‌دهند. این جفت در نهایت یک سیستم دوتایی را در قلب کهکشان جدید و بزرگتر تشکیل خواهند داد؛ اگرچه این سیستم دوتایی پایدار نیست. تعامل با محیط اطراف بدان معناست که این جفت به شکل مارپیچی به سمت داخل می‌روند و در حین انجام دادن این کار، امواج گرانشی را ساطع می‌کنند. سیگنال موج گرانشی رویدادی از این دست را نمی‌توان با تلسکوپی مانند «رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری» (LIGO) شناسایی کرد که تنها نسبت به ادغام سیاه‌چاله‌های کم‌جرم و ستاره‌های نوترونی حساس است.

چه چیزی می‌تواند یک کهکشان را نابود کند؟

سیاه‌چاله‌ها درون کهکشان‌های میزبان خود شکل می‌گیرند، متناسب با آن‌ها رشد می‌کنند و یک قرص برافزایشی را تشکیل می‌دهند که در نهایت میزبان را از بین می‌برد. از این نظر می‌توان آن‌ها را به عنوان ویروس‌های طبیعی فضا توصیف کرد.

دانشمندان دریافته‌اند که سیاه‌چاله‌ها ممکن است کل کهکشان‌ها را با انرژی خود از بین ببرند، ستاره‌ها را پیش از تولد آن‌ها به مرگ محکوم کنند و بقیه ستارگان را نیز به تدریج از بین ببرند.

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم تقریبا در مرکز هر کهکشانی قرار دارند و برخی از آن‌ها تا میلیارد‌ها برابر جرم خورشید ما رشد می‌کنند. دانشمندان برای اینکه ببینند این هیولا‌ها می‌توانند چه تاثیری داشته باشند، به داده‌های تلسکوپ‌هایی مانند تلسکوپ فضایی هابل و «رصدخانه پرتو ایکس چاندرا» (CXO) تکیه کردند و به دنبال کهکشان‌هایی با گسیل پرتو ایکس بسیار بالا بودند، زیرا این نشانه کلاسیک سیاه‌چاله‌هایی است که گاز و غبار را می‌بلعند.

کهکشان راه شیری زیاد فعال نیست. این کهکشان هر سال تقریبا سه تا چهار ستاره جدید را در بدن مارپیچی خود تولید می‌کند و ستارگان در هر سنی را می‌توان به صورت پراکنده در سرتاسر آن یافت. در هر حال، برخی کهکشان‌ها حتی ساکت‌تر هستند؛ از جمله کهکشان‌های بیضوی که شکل‌گیری بیشتر ستاره‌های آن‌ها مدت‌ها پیش متوقف شده است. در این کهکشان‌ها، هیچ یا تعداد بسیار کمی از ستاره‌ها را نمی‌توان جوان‌تر از یک سن خاص یافت و این نشان می‌دهد در نقطه‌ای از زمان، شکل‌گیری بیشتر ستاره‌ها به طور ناگهانی متوقف شده است.

این که چگونه شکل‌گیری ستاره در این کهکشان‌های صاف و تقریبا بدون ویژگی خاموش می‌شود، یک راز است، اما ستاره‌شناسان بر این باورند که شاید ارتباطی با سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم موجود در مرکز هر کهکشان داشته باشد. یک گروه بین‌المللی از ستاره‌شناسان، با بررسی دوباره کیهان اولیه تلاش کردند تا درستی این فرضیه را بررسی کنند. این گروه پژوهشی با کمک برخی از قوی‌ترین تلسکوپ‌های جهان، داده‌هایی را در طول موج‌های چندگانه نور جمع‌آوری کردند تا کهکشان‌هایی را شناسایی کنند که نور آن‌ها بین ۹.۵ تا ۱۲.۵ میلیارد سال در فضا-زمان سفر کرده است.

نخستین گام این گروه پژوهشی، استفاده از داده‌های نوری و فروسرخ برای شناسایی کهکشان‌هایی بود که ستاره‌زایی در آن‌ها در حال انجام شدن است و همچنین، کهکشان‌هایی که تشکیل شدن ستاره در آن‌ها متوقف شده است.

گام بعدی، استفاده از اشعه ایکس و داده‌های رادیویی برای شناسایی فعالیت سیاه‌چاله‌های بزرگ بود. این مکانیسمی است که اخترشناسان معتقدند سیستم تشکیل ستاره ممکن است به واسطه آن خاموش شود. هنگامی که یک سیاه‌چاله کلان‌جرم فعال است، مقدار زیادی ماده را از فضای اطراف خود می‌بلعد. این یک فرآیند درهم‌وبرهم و خشونت‌آمیز است و چیزی را تولید می‌کند که در مجموع به عنوان بازخورد شناخته می‌شود.

همه ما می‌دانیم که هیچ چیز نمی‌تواند از ورای افق رویداد یک سیاه‌چاله بیرون بیاید، اما فضای اطراف آن موضوع متفاوتی است. مواد مانند آب که به دور یک زهکش می‌چرخد، در اطراف سیاه‌چاله می‌چرخند. گرانش و اصطکاک، تشعشعات شدیدی را تولید می‌کنند.

شکل دیگری از بازخورد، به صورت فواره‌هایی است که از نواحی قطبی سیاه‌چاله منفجر می‌شوند. تصور می‌شود که مواد بیرون از افق رویداد، در امتداد میدان مغناطیسی بیرونی سیاه‌چاله شتاب می‌گیرند، از قطب‌ها پرتاب می‌شوند و با درصد قابل توجهی از سرعت نور حرکت می‌کنند.

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم فعال نهایتا باد‌های شدیدی را تولید می‌کنند که به سمت کهکشان‌های آن‌ها می‌روند. تصور بر این است که هر سه شکل بازخورد شامل تشعشع‌ها، فواره‌ها و بادها، گاز مولکولی سردی را که برای شکل‌گیری ستاره‌های نوزاد لازم است، گرم می‌کنند و دور نگه می‌دارند.

در چنین فاصله‌های گسترده‌ای، دیدن کهکشان‌ها بسیار سخت‌تر است. آن‌ها از زاویه دید ما روی زمین، بسیار کوچک و بسیار کم‌رنگ هستند. بنابراین، پژوهشگران مجبور شدند کهکشان‌ها را کنار هم بچینند تا بر نور رادیویی و اشعه ایکس تأکید کنند که نشانه‌های گویای یک سیاه‌چاله کلان‌جرم فعال در میلیارد‌ها سال پیش است.

این روش کار کرد و نتیجه آن یک سیگنال پرتو ایکس و رادیویی بود. این سیگنال آن قدر قوی بود که نمی‌توان آن را تنها توسط ستارگان کهکشان‌ها تشریح کرد. بهترین توضیح برای این سیگنال، یک سیاه‌چاله کلان‌جرم فعال است. علاوه بر این، سیگنال در کهکشان‌هایی که ستاره‌زایی در آن‌ها در حال انجام شدن است، به وضوح دیده نمی‌شود.

پژوهشگران نتیجه گرفتند که بسیار محتمل است که یک سیاه‌چاله کلان‌جرم فعال، در مرگ ناگهانی این کهکشان‌های مرموز و شبح‌مانند نقش داشته باشد.

این پژوهش، در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.

سیاه‌چاله‌های قاتل

شواهد بیشتری مبنی بر این که برخی از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم، شکل‌گیری ستاره‌ها را در کهکشان‌های آن‌ها از بین برده‌اند، در پژوهشی مورد بررسی قرار گرفت که ۱۲.۵ میلیارد سال پیش از کیهان اولیه را مد نظر قرار داده بود.

ستارگان زمانی شکل می‌گیرند که ابر‌های سرد حاوی گاز هیدروژن فرو می‌ریزند و تکه‌تکه و متراکم می‌شوند. روند تشکیل شدن ستاره در کهکشان راه شیری مانند بسیاری از کهکشان‌های دیگر همچنان ادامه دارد، اما به نظر می‌رسد که برخی از کهکشان‌ها مانند کهکشان‌های بیضوی بزرگ، میلیارد‌ها سال پیش به روند تشکیل دادن ستاره پایان داده‌اند.

ستاره‌شناسان این نظریه را مطرح می‌کنند که بازخورد به شکل تشعشعات قوی ساطع‌شده از موادی که در اطراف یک سیاه‌چاله کلان‌جرم در مرکز کهکشان می‌چرخند، می‌تواند گاز مولکولی آن کهکشان را گرم کند و از فروپاشی آن برای تشکیل شدن ستاره‌ها جلوگیری کند. حتی ممکن است آن گاز را به طور کامل از یک کهکشان بیرون بفرستد. این کهکشان‌ها به عنوان کهکشان‌های «قرمز و مرده» توصیف می‌شوند، زیرا وقتی شکل‌گیری ستارگان متوقف می‌شود، تنها ستاره‌هایی که باقی می‌مانند، ستارگان قرمز و سرد با عمر طولانی هستند.

اگرچه شواهد غیرمستقیم زیادی وجود دارد مبنی بر این که بازخورد سیاه‌چاله‌ها می‌تواند شکل‌گیری ستاره‌ها را سرکوب کند، اما ستاره‌شناسان هنوز منتظر به دست آوردن مشاهدات قطعی در مورد این فرآیند هستند و سعی دارند چگونگی وقوع آن را درک کنند. یک گروه پژوهشی با بررسی این موضوع نشان داد کهکشان‌های جهان اولیه که تشکیل ستارگان در آن‌ها متوقف شده است، دارای سیاه‌چاله‌های مرکزی هستند که فعال‌تر از کهکشان‌های در حال تشکیل دادن ستاره عمل می‌کنند.

این گروه پژوهشی به سرپرستی «کی ایتو» (Kei Ito)، پژوهشگر «دانشگاه تحصیلات تکمیلی برای مطالعات پیشرفته» (SOKENDAI) در ژاپن، آرشیو‌های بررسی تکامل کیهانی را برای کهکشان‌های دور جستجو کردند تا این فرضیه را آزمایش کنند که سیاه‌چاله‌های فعال و کهکشان‌های قرمز و مرده به هم مرتبط هستند یا خیر.

در این پژوهش، برخی از بزرگترین و قوی‌ترین تلسکوپ‌ها مانند «تلسکوپ سوبارو» (Subaru Telescope) در هاوایی، تلسکوپ رادیویی «آرایه بسیار بزرگ» (VLA) در نیومکزیکو، تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ «ایکس‌ام‌ام-نیوتون» (XMM-Newton) مورد استفاده قرار گرفتند.

ایتو و گروهش، کهکشان‌هایی را بررسی کردند که ۹.۵ تا ۱۲.۵ میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند. این در حالی است که قدیمی‌ترین کهکشان‌ها تنها ۱.۳ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته‌اند. پژوهشگران به دنبال سیگنال‌های پرتو ایکس و رادیویی ساطع‌شده از سیاه‌چاله‌های فعال بودند، اما از آنجا که این سیگنال‌ها کاملا ضعیف هستند، مجبور شدند تصاویر پرتو ایکس و رادیویی چند نمونه از این کهکشان‌های دور را با هم ترکیب کنند.

این گروه پژوهشی دریافتند که فعالیت سیاه‌چاله‌ها در کهکشان‌های قرمز و مرده، قوی‌تر از کهکشان‌هایی است که هنوز در حال تشکیل ستاره هستند.

اگرچه یافته‌های جدید ثابت نمی‌کنند که بازخورد سیاه‌چاله‌ها، روند شکل‌گیری ستاره‌ها را خاموش می‌کند، اما با اثبات ارتباط سیاه‌چاله‌های فعال به کهکشان‌های قرمز و مرده، این فرضیه تقویت می‌شود.

این پژوهش، در مجله «Astrophysical» به چاپ رسید.