I decennier har astrofysiker förundrat sig över förhållandet mellan Supermassive Black Holes (SMBH) och deras respektive galaxer. Sedan 1970-talet har man förstått att majoriteten av de massiva galaxerna har en SMBH i centrum, och att dessa är omgiven av roterande tori med gas och damm. Förekomsten av dessa svarta hål och tori är det som orsakar att massiva galaxer har en Active Galactic Nucleus (AGN).
En nyligen genomförd studie av ett internationellt forskarteam avslöjade emellertid en häpnadsväckande slutsats när man studerade denna relation. Med hjälp av Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) för att observera en aktiv galax med ett starkt joniserat gasutflöde från det galaktiska centret, fick teamet resultat som skulle kunna indikera att det inte finns något samband mellan en en SMBH och dess värdgalax.
Studien, med titeln "Inget tecken på starkt molekylärt gasutflöde i en infraröd ljus damm-dold galax med starkt joniserat gasutflöde", dykte nyligen upp i Astrophysical Journal. Studien leddes av Yoshiki Toba från Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics i Taiwan och inkluderade medlemmar från Ehime University, Kogakuin University och National Astronomical Observatory of Japan, The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) och Johns Hopkins University .
Frågan om hur SMBH har påverkat den galaktiska utvecklingen är fortfarande en av de största olösta frågorna i modern astronomi. Bland astrofysiker är det något av en förutbestämd slutsats att SMBH: er har en betydande inverkan på bildandet och utvecklingen av galaxer. Enligt detta accepterade begrepp påverkar SMBH: er betydligt molekylgasen i galaxer, vilket har en djupgående effekt på stjärnbildningen.
I princip hävdar denna teori att större galaxer samlar mer gas, vilket resulterar i fler stjärnor och ett mer massivt svart svart hål. Samtidigt finns det en återkopplingsmekanism, där växande svarta hål ger större betydelse för sig själva. Detta resulterar i att de skickar ut en enorm mängd energi i form av strålning och partikelstrålar, som tros begränsa stjärnbildningen i deras närhet.
Men när man observerade en infraröd (IR) -brust damm-dold galax (DOG) - WISE1029 + 0501 - fick Yoshiki och hans kollegor resultat som motsatte sig denna uppfattning. Efter att ha genomfört en detaljerad analys med ALMA fann teamet att det inte fanns några tecken på betydande molekylärt gasutflöde från WISE1029 + 0501. De fann också att stjärnbildande aktivitet i galaxen varken var mer intensiv eller undertryckt.
Detta indikerar att ett starkt joniserat gasutflöde från SMBH i WISE1029 + 0501 inte påverkade den omgivande molekylära gas- eller stjärnbildningen signifikant. Som Dr. Yoshiki Toba förklarade, detta resultat:
”[H] vilket gjorde samutvecklingen av galaxer och supermassiva svarta hål mer förbryllande. Nästa steg är att undersöka mer data om denna typ av galaxer. Det är avgörande för att förstå den fullständiga bilden av bildandet och utvecklingen av galaxer och supermassiva svarta hål.
Detta flyger inte bara inför konventionell visdom, utan också inför nya studier som visade en tät korrelation mellan massan av centrala svarta hål och de i deras värdgalaxer. Denna korrelation antyder att supermassiva svarta hål och deras värdgalaxer utvecklades tillsammans under de senaste 13,8 miljarder åren och samverkade när de växte.
I detta avseende har denna senaste studie bara fördjupat mysteriet om förhållandet mellan SMBH och deras galaxer. Som Tohru Nagao, en professor vid Ehime universitet och en medförfattare till studien, indikerade:
”[W] e astronomer förstår inte det verkliga förhållandet mellan aktiviteten för supermassiva svarta hål och stjärnbildning i galaxer. Därför är många astronomer inklusive oss ivriga att observera den verkliga scenen för interaktionen mellan kärnkraftsutflödet och de stjärnbildande aktiviteterna för att avslöja mysteriet om samutvecklingen. ”
Teamet valde WISE1029 + 0501 för sin studie eftersom astronomer tror att HUNDAR aktivt växer SMBH i sina kärnor. I synnerhet är WISE1029 + 0501 ett extremt exempel på galaxer där utströmmande gas joniseras av den intensiva strålningen från dess SMBH. Som sådan har forskare varit mycket motiverade att se vad som händer med galaxens molekylgas.
Studien möjliggjordes tack vare ALMAs känslighet, vilket är utmärkt när det gäller att undersöka egenskaperna hos molekylgas och stjärnbildande aktivitet i galaxer. Faktum är att flera studier har genomförts under de senaste åren som har förlitat sig på ALMA för att undersöka gasegenskaperna och SMBH: erna i avlägsna galaxer.
Och även om resultaten från denna studie motsäger allmänt teorier om galaktisk utveckling, är Yoshiki och hans kollegor glada över vad denna studie kan avslöja. I slutändan kan det vara så att strålning från en SMBH inte alltid påverkar molekylgasen och stjärnbildningen i dess värdgalax.
"[U] förståelse av sådan samutveckling är avgörande för astronomin," sade Yoshiki. "Genom att samla in statistiska data om denna typ av galaxer och fortsätta i mer uppföljningsobservationer med ALMA, hoppas vi kunna avslöja sanningen."
