En undersøgelse viser den uventede effekt af sorte huller ud over deres egne galakser

I hjertet af næsten alle tilstrækkeligt massive galakser er der et sort hul, hvis gravitationsfelt, selvom det er meget intenst, påvirker kun et lille område omkring galaksens centrum. Selvom disse objekter er tusindvis af millioner af gange mindre end deres værtsgalakser, vores nuværende opfattelse er, at universet kun kan forstås, hvis galaksernes udvikling er reguleret af aktiviteten af ​​disse sorte huller, fordi uden dem kan galaksernes observerede egenskaber ikke forklares.

Teoretiske forudsigelser tyder på, at når disse sorte huller vokser, genererer de tilstrækkelig energi til at varme op og drive gassen ud i galakser til store afstande. At observere og beskrive den mekanisme, hvorved denne energi interagerer med galakser og ændrer deres udvikling, er derfor et grundlæggende spørgsmål i nutidens astrofysik.

Med dette mål for øje, en undersøgelse ledet af Ignacio Martín Navarro, en forsker ved Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), er gået et skridt videre og har forsøgt at se, om stoffet og energien, der udsendes fra omkring disse sorte huller, kan ændre udviklingen, ikke kun for værtsgalaksen, men også af satellitgalakserne omkring det, på endnu større afstande. At gøre dette, holdet har brugt Sloan Digital Sky Survey, hvilket gjorde det muligt for dem at analysere galaksernes egenskaber i tusindvis af grupper og klynger. Konklusionerne af denne undersøgelse, startede under Navarros ophold på Max Planck Institute for Astrophysics, udgives i dag i Natur magasin.

"Overraskende nok fandt vi ud af, at satellitgalakserne dannede flere eller færre stjerner afhængigt af deres orientering i forhold til den centrale galakse, " forklarer Annalisa Pillepich, forsker ved Max Planck Institute for Astronomy (MPIA, Tyskland) og medforfatter til artiklen. For at forsøge at forklare denne geometriske effekt på egenskaberne af satellitgalakserne brugte forskerne en kosmologisk simulering af universet kaldet Illustris-TNG, hvis kode indeholder en specifik måde at håndtere interaktionen mellem centrale sorte huller og deres værtsgalakser på. "Ligesom med observationerne, Illustris-TNG-simuleringen viser en klar modulering af stjernedannelseshastigheden i satellitgalakser afhængigt af deres position i forhold til den centrale galakse, " tilføjer hun.

Dette resultat er dobbelt vigtigt, fordi det giver observationel støtte til ideen om, at centrale sorte huller spiller en vigtig rolle i reguleringen af ​​galaksernes udvikling, hvilket er et grundlæggende træk ved vores nuværende forståelse af universet. Alligevel, denne hypotese stilles konstant spørgsmålstegn ved, i betragtning af vanskeligheden ved at måle den mulige effekt af de sorte huller i rigtige galakser, snarere end kun at overveje teoretiske implikationer.

Disse resultater tyder på, derefter, at der er en særlig kobling mellem de sorte huller og deres galakser, hvorved de kan uddrive stof til store afstande fra de galaktiske centre, og kan endda påvirke udviklingen af ​​andre nærliggende galakser. "Så ikke kun kan vi observere virkningerne af centrale sorte huller på udviklingen af ​​galakser, men vores analyse åbner vejen for at forstå detaljerne i interaktionen, " forklarer Navarro, hvem er artiklens første forfatter.

"Dette arbejde har været muligt på grund af samarbejde mellem to samfund:observatørerne og teoretikere, som, inden for ekstragalaktisk astrofysik, finder ud af, at kosmologiske simuleringer er et nyttigt værktøj til at forstå, hvordan universet opfører sig, " slutter han.