Timp de zeci de ani, astrofizicienii au nedumerit relația dintre găurile negre supermasive (SMBH) și galaxiile respective. Începând cu anii 70, s-a înțeles că majoritatea galaxiilor masive au un SMBH în centrul lor și că acestea sunt înconjurate de tori rotativ de gaz și praf. Prezența acestor găuri negre și tori sunt cele care determină ca galaxiile masive să aibă un nucleu galactic activ (AGN).
Cu toate acestea, un studiu recent realizat de o echipă internațională de cercetători a dezvăluit o concluzie uluitoare atunci când studiază această relație. Folosind Array-ul de mare milimetru / submillimetru Atacama (ALMA) pentru a observa o galaxie activă cu o ieșire puternică de gaze ionizate din centrul galactic, echipa a obținut rezultate care ar putea indica faptul că nu există nicio relație între un SMBH și galaxia gazdă.
Studiul, intitulat „Niciun semn de ieșire puternică de gaze moleculare într-o galaxie obscurizată cu praf în infraroșu, cu ieșire puternică de gaze ionizate”, a apărut recent în Jurnalul astrofizic. Studiul a fost condus de Yoshiki Toba de la Institutul Academica Sinica de Astronomie și Astrofizică din Taiwan și a inclus membri de la Universitatea Ehime, Universitatea Kogakuin și Observatorul Astronomic Național din Japonia, Universitatea Absolventă pentru Studii Avansate (SOKENDAI) și Universitatea Johns Hopkins .
Întrebarea modului în care SMBH-urile au afectat evoluția galactică rămâne una dintre cele mai mari întrebări nerezolvate în astronomia modernă. În rândul astrofizicienilor, este o concluzie anterioară că SMBH-urile au un impact semnificativ asupra formării și evoluției galaxiilor. Conform acestei noțiuni acceptate, SMBH-urile influențează semnificativ gazul molecular din galaxii, ceea ce are un efect profund asupra formării stelelor.
Practic, această teorie susține că galaxiile mai mari acumulează mai mult gaz, rezultând astfel mai multe stele și o gaură neagră centrală mai masivă. În același timp, există un mecanism de feedback, în care găurile negre în creștere acumulează mai multă materie. Acest lucru duce la transmiterea unei cantități extraordinare de energie sub formă de radiații și jeturi de particule, despre care se crede că limitează formarea stelelor în vecinătatea lor.
Cu toate acestea, atunci când observați o galaxie cu infraroșu (DOG) cu infraroșu (DOG) - WISE1029 + 0501 - Yoshiki și colegii săi au obținut rezultate care au contrazis această noțiune. După efectuarea unei analize detaliate utilizând ALMA, echipa a constatat că nu există semne de ieșire semnificativă de gaze moleculare provenind de la WISE1029 + 0501. De asemenea, au descoperit că activitatea de formare a stelelor în galaxie nu a fost nici mai intensă, nici suprimată.
Acest lucru indică faptul că o ieșire puternică de gaze ionizate provenită de la SMBH în WISE1029 + 0501 nu a afectat semnificativ gazul molecular înconjurător sau formarea stelelor. După cum a explicat Dr. Yoshiki Toba, acest rezultat:
„[H] a făcut ca evoluția co-evoluției galaxiilor și a găurilor negre supermasive să devină mai încurcătoare. Următorul pas este analizarea mai multor date despre acest tip de galaxii. Acest lucru este crucial pentru înțelegerea imaginii complete a formării și evoluției galaxiilor și a găurilor negre supermasive ”.
Aceasta nu numai că zboară în fața înțelepciunii convenționale, dar și în fața studiilor recente care au arătat o strânsă corelație între masa găurilor negre centrale și cele ale galaxiilor gazdă ale acestora. Această corelație sugerează că găurile negre supermasive și galaxiile gazdă au evoluat împreună de-a lungul ultimilor 13,8 miliarde de ani și au interacționat strâns pe măsură ce au crescut.
În acest sens, acest ultim studiu a adâncit doar misterul relației dintre SMBH-uri și galaxiile lor. Așa cum a indicat Tohru Nagao, profesor la Universitatea Ehime și coautor la studiu:
„[W] e astronomii nu înțeleg relația reală între activitatea găurilor negre supermasive și formarea stelelor în galaxii. Prin urmare, mulți astronomi, inclusiv noi, sunt dornici să observe scena reală a interacțiunii dintre fluxul nuclear și activitățile formatoare de stele, pentru a dezvălui misterul co-evoluției. "
Echipa a selectat WISE1029 + 0501 pentru studiul lor, deoarece astronomii cred că DOG-urile adăpostesc SMBH-uri în creștere activă în nucleele lor. În special, WISE1029 + 0501 este un exemplu extrem de galaxii în care gazul de ieșire este ionizat de radiațiile intense din SMBH-ul său. Ca atare, cercetătorii au fost motivați să vadă ce se întâmplă cu gazul molecular al acestei galaxii.
Studiul a fost posibil datorită sensibilității ALMA, care este excelentă când vine vorba de investigarea proprietăților gazului molecular și a activității de formare a stelelor în galaxii. De fapt, în ultimii ani s-au efectuat studii multiple care s-au bazat pe ALMA pentru a investiga proprietățile gazelor și SMBH-urile galaxiilor îndepărtate.
Și în timp ce rezultatele acestui studiu contrazic teoriile despre evoluția galactică, Yoshiki și colegii săi sunt încântați de ceea ce ar putea dezvălui acest studiu. În final, s-ar putea ca radiațiile de la un SMBH să nu afecteze întotdeauna gazul molecular și formarea stelelor din galaxia sa gazdă.
„[U] înțelegerea unei asemenea co-evoluții este crucială pentru astronomie”, a spus Yoshiki. „Colectând date statistice de acest tip de galaxii și continuând în mai multe observații de urmărire folosind ALMA, sperăm să dezvăluim adevărul.”
