Že desetletja se astrofiziki sprašujejo o razmerju med Supermasivne črne luknje (SMBH) in njihove ustrezne galaksije. Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja je bilo razumljeno, da ima večina masivnih galaksij v središču SMBH in da so te obkrožene z vrtečimi se toriji plina in prahu. Prisotnost teh črnih lukenj in torjev povzroča, da imajo masivne galaksije Aktivno galaktično jedro (AGN).
Vendar pa a nedavna študija ki ga je izvedla mednarodna skupina raziskovalcev, je pri preučevanju tega odnosa razkrila osupljiv zaključek. Uporabljati Atacama veliko milimetrsko/submilimetrsko polje (ALMA) za opazovanje aktivne galaksije z močnim odtokom ioniziranega plina iz galaktičnega središča je ekipa pridobila rezultate, ki bi lahko pokazali, da ni povezave med SMBH in njegovo galaksijo gostiteljico.
Študija z naslovom ' Ni znakov močnega odtoka molekularnega plina v infrardeči svetli galaksiji, zakriti s prahom, z močnim odtokom ioniziranega plina «, se je pred kratkim pojavila vAstrofizični časopis. Študijo je vodil Yoshiki Toba iz Inštitut za astronomijo in astrofiziko Academia Sinica na Tajvanu in je vključeval člane z univerze Ehime, univerze Kogakuin in Nacionalni astronomski observatorij Japonske , Podiplomska univerza za napredne študije (SOKENDAI) in univerza Johns Hopkins.
Slike iz raziskave Sloan Digital Sky Survey (SDSS) (levo) in srednje infrardeča slika iz WISE (desno). Zasluge: Sloan Digital Sky Survey/NASA/JPLCaltech
Vprašanje, kako so SMBH vplivali na galaktično evolucijo, ostaja eno največjih nerešenih vprašanj v sodobni astronomiji. Med astrofiziki je nekaj vnaprejšnjega sklepa, da imajo SMBH pomemben vpliv na nastanek in evolucijo galaksij. V skladu s tem sprejetim pojmom SMBH močno vplivajo na molekularni plin v galaksijah, kar močno vpliva na nastanek zvezd.
V bistvu ta teorija trdi, da večje galaksije kopičijo več plina, kar ima za posledico več zvezd in bolj masivno osrednjo črno luknjo. Hkrati obstaja povratni mehanizem, pri katerem rastoče črne luknje nase nabirajo več snovi. Posledica tega je, da pošiljajo ogromno energije v obliki sevanja in curkov delcev, za katere se domneva, da omejujejo nastajanje zvezd v njihovi bližini.
Vendar pa so Yoshiki in njegovi sodelavci pri opazovanju infrardeče (IR) svetle s prahom zakrite galaksije (DOG) – WISE1029+0501 – dobili rezultate, ki so v nasprotju s tem pojmovanjem. Po izvedbi podrobne analize z uporabo ALMA je ekipa ugotovila, da ni bilo znakov pomembnega odtoka molekularnega plina iz WISE1029+0501. Ugotovili so tudi, da aktivnost nastajanja zvezd v galaksiji ni bila niti intenzivnejša niti potlačena.
To kaže, da močan odtok ioniziranega plina, ki prihaja iz SMBH v WISE1029+0501, ni bistveno vplival na okoliški molekularni plin ali nastajanje zvezd. Kot dr. Yoshiki Toba pojasnil , ta rezultat:
'[H]s je naredil soevolucijo galaksij in supermasivnih črnih lukenj bolj zmedeno. Naslednji korak je iskanje več podatkov o tovrstnih galaksijah. To je ključnega pomena za razumevanje celotne slike nastanka in razvoja galaksij in supermasivnih črnih lukenj.
Emisija ogljikovega monoksida (levo) in hladnega prahu (desno) v WISE1029 Opazovala ALMA (slika). Zasluge: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Toba et al.
To ni le v nasprotju s konvencionalno modrostjo, ampak tudi z nedavnimi študijami, ki so pokazale tesno korelacijo med maso osrednjih črnih lukenj in maso njihovih galaksij gostiteljic. Ta korelacija kaže, da so se supermasivne črne luknje in njihove galaksije gostiteljice razvijale skupaj v zadnjih 13,8 milijarde let in so tesno medsebojno delovale, ko so rasle.
V tem pogledu je ta najnovejša študija le poglobila skrivnost odnosa med SMBH in njihovimi galaksijami. Kot je navedel Tohru Nagao, profesor na univerzi Ehime in soavtor študije:
»Astronomi ne razumemo resnične povezave med aktivnostjo supermasivnih črnih lukenj in nastajanjem zvezd v galaksijah. Zato mnogi astronomi, vključno z nami, želijo opazovati resnični prizor interakcije med jedrskim odtokom in dejavnostmi nastajanja zvezd, da bi razkrili skrivnost soevolucije.
Ekipa je za svojo študijo izbrala WISE1029+0501, ker astronomi verjamejo, da PSI v svojih jedrih skrivajo aktivno rastoče SMBH. Zlasti WISE1029+0501 je skrajni primer galaksij, kjer iztekajoči plin ionizira intenzivno sevanje iz njegovega SMBH. Zato so bili raziskovalci zelo motivirani, da bi videli, kaj se zgodi z molekularnim plinom te galaksije.
Umetnikov vtis vetra črne luknje v središču galaksije. Zasluge: ESA
Študija je bila omogočena zahvaljujoč občutljivosti ALMA, ki je odlična, ko gre za raziskovanje lastnosti molekularnega plina in aktivnosti nastajanja zvezd v galaksijah. Pravzaprav je bilo v zadnjih letih opravljenih več študij, ki so se zanašale na ALMA pri raziskovanju lastnosti plina in SMBH oddaljenih galaksij.
In čeprav so rezultati te študije v nasprotju s široko razširjenimi teorijami o galaktični evoluciji, so Yoshiki in njegovi kolegi navdušeni nad tem, kaj bi ta študija lahko razkrila. Na koncu se lahko zgodi, da sevanje iz SMBH ne vpliva vedno na molekularni plin in nastajanje zvezd v gostiteljski galaksiji.
'[Ra]umevanje takšne koevolucije je ključnega pomena za astronomijo,' je dejal Yoshiki. 'Z zbiranjem statističnih podatkov o tovrstnih galaksijah in nadaljevanjem nadaljnjih opazovanj z uporabo ALMA upamo, da bomo razkrili resnico.'
Nadaljnje branje: Observatorij ALMA , Astrofizični časopis
