Materialet, der skjuler supermassive sorte huller

Cristina Ramos Almeida, forsker ved IAC, og Claudio Ricci, fra Institut for Astronomi ved Universidad Católica de Chile, har offentliggjort en anmeldelse i Natur astronomi på materialet, der skjuler aktive galaktiske kerner opnået fra infrarøde og røntgenobservationer.

Sorte huller ser ud til at spille en grundlæggende rolle i, hvordan galakser udvikler sig i en fase, hvor de er aktive og forbruger materiale fra selve galaksen. I denne fase, galaksen er vært for en aktiv galaktisk kerne (AGN), og den effekt, som denne nukleare aktivitet frembringer i galaksen, er kendt som AGN-feedback. For eksempel, AGN kan varme, afbryde, forbruge og fjerne den tilgængelige gas for at danne nye stjerner, forhindre yderligere galaksevækst. AGN-feedback er nu påkrævet af simuleringer af galaksedannelse for at forklare observationerne af massive galakser på kosmologiske afstande. "Hvis der ikke tages højde for AGN-feedback i simuleringerne, " forklarer Cristina Ramos, "det forudsagte antal massive galakser, da universet var yngre, er meget højere end dem, der er observeret."

Direkte at studere indflydelsen af ​​nuklear aktivitet på galakseudviklingen er udfordrende på grund af de forskellige rumlige skalaer og tidsskalaer involveret i de to processer. Massive galakser huser ekstremt kompakte supermassive sorte huller på millioner eller endda milliarder af solmasser i deres kerner. Det anslås, at faserne af nuklear aktivitet varer i en kort periode, mellem 1 og 100 millioner år, hvorimod galakseudviklingsprocesser, såsom bulevækst eller stangdannelse, holde meget længere. "For at studere forbindelsen mellem AGN og værtsgalaksen, vi skal se på kernen af ​​galakser, hvor materialet, der forbinder dem, findes. Dette materiale består hovedsageligt af gas og støv, som normalt studeres i det infrarøde og røntgenbånd, " forklarer Claudio Ricci.

Astrofysikerne giver et omfattende overblik over den nuværende forståelse afledt af infrarøde og røntgenundersøgelser. Disse er blevet væsentligt forbedret i det sidste årti takket være observationsfaciliteter såsom CanariCam på Gran Telescopio CANARIAS (GTC), beliggende ved Roque de los Muchachos-observatoriet (Garafía, La Palma) og Very Large Array Interferometer (VLTI) i det infrarøde område, samt røntgensatellitter som NuSTAR, Swift/BAT og Suzaku.

Cristina Ramos siger, "Vi ved nu, at dette nukleare materiale er mere komplekst og dynamisk, end vi troede for et par år siden:Det er meget kompakt, dannet af gas og støvede skyer, der kredser om det sorte hul, og dets egenskaber afhænger af AGN-lysstyrken og tilvæksthastigheden. I øvrigt, det er ikke en isoleret struktur, men ser ud til at være forbundet med galaksen via udstrømning og indstrømning af gas, som strømme af materiale, der flyder som en del af en cyklus. Denne gasstrømningscyklus bliver ved med at fodre det sorte hul og regulerer dannelsen af ​​nye stjerner i galaksen."

For nylig, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har afbildet det nukleare tilslørende materiale i en aktiv galakse for første gang. ALMA opererer i millimiter- og submillimeterområdet, og sidstnævnte sporer det sejeste støv og gas omkring AGN. I tilfældet med galaksen NGC 1068, ALMA har vist, at dette materiale er fordelt i en meget kompakt skive-lignende form på syv til 10 parsecs (pc) i diameter, og ud over den regelmæssige rotation af disken, der er ikke-cirkulære bevægelser, der svarer til højhastighedsgas, der strømmer ud fra galaksekernen. "I løbet af det næste årti, den nye generation af infrarøde og røntgenanlæg vil bidrage i høj grad til vores forståelse af det nukleare materiales struktur og fysiske egenskaber, " slutter Claudio Ricci.