Per decenni, gli astrofisici hanno lasciato perplessi il rapporto tra Supermassive Black Holes (SMBH) e le loro rispettive galassie. Dagli anni '70, è stato compreso che la maggior parte delle galassie massicce hanno al centro un SMBH e che sono circondate da tori rotanti di gas e polvere. La presenza di questi buchi neri e tori è ciò che fa sì che enormi galassie abbiano un nucleo galattico attivo (AGN).
Tuttavia, un recente studio condotto da un team internazionale di ricercatori ha rivelato una conclusione sorprendente nello studio di questa relazione. Utilizzando l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) per osservare una galassia attiva con un forte deflusso di gas ionizzato dal centro galattico, il team ha ottenuto risultati che potrebbero indicare che non esiste alcuna relazione tra un SMBH e la sua galassia ospite.
Lo studio, intitolato "Nessun segno di forte deflusso di gas molecolare in una galassia oscurata dalla polvere luminosa a infrarossi con forte deflusso di gas ionizzato", è apparso di recente nella Diario astrofisico. Lo studio è stato condotto da Yoshiki Toba dell'Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics di Taiwan e ha incluso membri della Ehime University, Kogakuin University e dell'Osservatorio astronomico nazionale del Giappone, della Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) e della Johns Hopkins University .
La questione di come gli SMBH abbiano influenzato l'evoluzione galattica rimane una delle maggiori domande irrisolte nell'astronomia moderna. Tra gli astrofisici, è una conclusione scontata che gli SMBH abbiano un impatto significativo sulla formazione e l'evoluzione delle galassie. Secondo questa nozione accettata, gli SMBH influenzano significativamente il gas molecolare nelle galassie, che ha un profondo effetto sulla formazione stellare.
Fondamentalmente, questa teoria sostiene che le galassie più grandi accumulano più gas, risultando in più stelle e un buco nero centrale più massiccio. Allo stesso tempo, esiste un meccanismo di feedback, in cui i buchi neri in crescita accumulano più materia su se stessi. Ciò si traduce nella loro emissione di un'enorme quantità di energia sotto forma di radiazioni e getti di particelle, che si ritiene riduca la formazione stellare nelle loro vicinanze.
Tuttavia, osservando una galassia oscurata dalla polvere (DOG) a infrarossi (IR) - WISE1029 + 0501 - Yoshiki e i suoi colleghi hanno ottenuto risultati che contraddicono questa nozione. Dopo aver condotto un'analisi dettagliata utilizzando ALMA, il team ha scoperto che non vi erano segni di un significativo deflusso di gas molecolare proveniente da WISE1029 + 0501. Hanno anche scoperto che l'attività di formazione stellare nella galassia non era né più intensa né soppressa.
Ciò indica che un forte deflusso di gas ionizzato proveniente dall'SMBH in WISE1029 + 0501 non ha influenzato in modo significativo il gas molecolare circostante o la formazione di stelle. Come ha spiegato il dottor Yoshiki Toba, questo risultato:
“[H] ha reso più sconcertante la coevoluzione di galassie e buchi neri supermassicci. Il prossimo passo è esaminare più dati di questo tipo di galassie. Ciò è cruciale per comprendere il quadro completo della formazione e dell'evoluzione delle galassie e dei buchi neri supermassicci ”.
Questo non solo vola di fronte alla saggezza convenzionale, ma anche di fronte a studi recenti che hanno mostrato una stretta correlazione tra la massa dei buchi neri centrali e quelli delle loro galassie ospiti. Questa correlazione suggerisce che i buchi neri supermassicci e le loro galassie ospiti si sono evoluti insieme nel corso degli ultimi 13,8 miliardi di anni e hanno interagito strettamente man mano che crescevano.
A questo proposito, questo ultimo studio ha solo approfondito il mistero del rapporto tra SMBH e le loro galassie. Come Tohru Nagao, professore all'Università di Ehime e coautore dello studio, ha indicato:
“[W] e gli astronomi non comprendono la vera relazione tra l'attività dei buchi neri supermassicci e la formazione stellare nelle galassie. Pertanto, molti astronomi tra cui noi sono desiderosi di osservare la vera scena dell'interazione tra il deflusso nucleare e le attività di formazione stellare, per rivelare il mistero della coevoluzione. ”
Il team ha selezionato WISE1029 + 0501 per il loro studio perché gli astronomi ritengono che i CANI ospitino SMBH in crescita attiva nei loro nuclei. In particolare, WISE1029 + 0501 è un esempio estremo di galassie in cui il gas in uscita viene ionizzato dall'intensa radiazione proveniente dal suo SMBH. Pertanto, i ricercatori sono stati fortemente motivati a vedere cosa succede al gas molecolare di questa galassia.
Lo studio è stato reso possibile grazie alla sensibilità di ALMA, che è eccellente quando si tratta di studiare le proprietà del gas molecolare e l'attività di formazione stellare nelle galassie. In effetti, negli ultimi anni sono stati condotti numerosi studi che hanno fatto affidamento su ALMA per studiare le proprietà del gas e gli SMBH delle galassie distanti.
E mentre i risultati di questo studio contraddicono le teorie diffuse sull'evoluzione galattica, Yoshiki e i suoi colleghi sono entusiasti di ciò che questo studio potrebbe rivelare. Alla fine, può darsi che le radiazioni di un SMBH non influenzino sempre il gas molecolare e la formazione stellare della sua galassia ospite.
"[U] comprendere questa coevoluzione è cruciale per l'astronomia", ha affermato Yoshiki. "Raccogliendo dati statistici di questo tipo di galassie e continuando in ulteriori osservazioni di follow-up utilizzando ALMA, speriamo di rivelare la verità."
