Forskere opdager, hvordan supermassive sorte huller holder galakser slukket

Nye simuleringer udført af forskere fra Max Planck Institute for Astrophysics tyder på, at supermassive sorte huller (SMBH) i centrene af massive galakser kan slukke stjernedannelsen i deres værtsgalakser ved at forhindre kold, stjernedannende gas i at samle sig i de centrale områder.

Massive galakser i vores univers indeholder centrale supermassive sorte huller, og disse sorte huller er kendt for at være de vigtigste drivkræfter bag Active Galactic Nuclei (AGN). En AGN er primært et supermassivt sort hul, der ophober stof fra det omgivende medium, og driver en del af det ophobede materiale tilbage i det interstellare medium i form af meget energiske udstrømninger.

Udstrømningen fra AGN'en kan opvarme gassen og derved forhindre gassen i at afkøle og kondensere til stjerner. I massive galakser sker ophobningen af ​​gas til det supermassive sorte hul primært gennem kold, molekylær gas, der strømmer indad langs filamenter eller strømme fra store afstande i galaksen.

De varme AGN-udstrømninger kan forstyrre og ødelægge de indkommende filamenter, hvorved brændstoftilførslen til det centrale sorte hul kvæles og forårsage et fald i stjernedannelseshastigheden.

Selvom observationer har vist, at der eksisterer sådanne centrale indstrømninger af kold molekylær gas, er virkningen af ​​de centrale AGN-udstrømninger ved at lukke ned for disse indstrømninger ikke blevet direkte set hidtil.

I dette arbejde undersøgte forskerne samspillet mellem indstrømning og udstrømning ved at udføre højopløsnings tredimensionelle magneto-hydrodynamiske simuleringer af en massiv, roterende galakse indeholdende en central SMBH.

De fandt ud af, at de varme AGN-udstrømninger faktisk kan forstyrre og ødelægge de indkommende kolde indstrømninger. Ydermere viste simuleringerne, at tilstrømningen kun kan fortsætte med at trænge dybt ind mod det sorte hul gennem tætte gasmiljøer, der afskærmer tilstrømningen mod den ødelæggende påvirkning af udstrømningen.

Forskerne konkluderer, at i nærvær af varme, centrale AGN-udstrømninger, kan kold gasindstrømning mod det centrale SMBH kun opretholdes i de tætte områder af galaksen. Da det meste af gassen i massive galakser befinder sig i trådformede lavdensitetsområder uden for de tætte cirkumnukleare områder, kan indstrømningsafbrydelsen på grund af AGN-udstrømning betydeligt reducere mængden af ​​gas, der er tilgængelig for stjernedannelse i disse galakser.