Vuosikymmenien ajan astrofysiikot ovat hämmentyneet supermassiivisten mustien reikien (SMBH) ja niiden vastaavien galaksien välisestä suhteesta. 1970-luvulta lähtien on ymmärretty, että suurimman osan massiivisten galaksien keskellä on SMBH, ja että niitä ympäröivät pyörivät torin kaasut ja pöly. Näiden mustien reikien ja torien läsnäolo aiheuttavat massiivisissa galakseissa aktiivisen galaktisen ytimen (AGN).
Kansainvälisen tutkijaryhmän äskettäinen tutkimus paljasti kuitenkin hämmästyttävän johtopäätöksen tutkiessaan tätä suhdetta. Käyttämällä Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -tarkkailla aktiivista galaksia, jolla on voimakas ionisoitunut kaasun virtaus galaktisen keskuksen kautta, ryhmä sai tuloksia, jotka voisivat osoittaa, että SMBH: n ja sen isäntägalaksin välillä ei ole yhteyttä.
Tutkimus, jonka otsikko on "Ei merkkejä voimakkaasta molekyylisen kaasun virtauksesta infrapuna-kirkkaassa pölyssä peitetyssä galaksissa, jolla on voimakas ionisoituneen kaasun poisto", ilmestyi äskettäin Astrophysical Journal. Tutkimusta johti Yoshiki Toba Taiwanin akatemian tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista. Tutkimukseen osallistui jäseniä Ehime-yliopistosta, Kogakuinin yliopistosta ja Japanin kansallisesta tähtitieteellisestä observatoriosta, syventävän tutkimuksen yliopistosta (SOKENDAI) ja Johns Hopkins Universitystä. .
Kysymys siitä, kuinka SMBH: t ovat vaikuttaneet galaktiseen evoluutioon, on edelleen yksi suurimmista ratkaisematta jäävistä kysymyksistä nykyajan tähtitiedessä. Astrofysiikkojen joukossa on jo ennestään tehty johtopäätös, että SMBH: lla on merkittävä vaikutus galaksien muodostumiseen ja evoluutioon. Tämän hyväksytyn käsityksen mukaan SMBH: t vaikuttavat merkittävästi galaksien molekyylikaasuihin, jolla on syvällinen vaikutus tähtiä muodostuessa.
Pohjimmiltaan tämä teoria väittää, että suuret galaksit keräävät enemmän kaasua, jolloin saadaan enemmän tähtiä ja massiivisempi musta aukko. Samanaikaisesti on olemassa palautemekanismi, jossa kasvavat mustat reikät lisäävät itsessään enemmän asiaa. Tämä johtaa siihen, että he lähettävät valtavan määrän energiaa säteilyn ja hiukkassuihkujen muodossa, jonka uskotaan rajoittavan tähtiä heidän läheisyydessä.
Yoshiki ja hänen kollegansa saivat kuitenkin havainnon tuloksia, jotka olivat ristiriidassa tämän kuvan kanssa, kun tarkkailtiin infrapuna (IR) -valoista pölyn peittämää galaksia (DOG) - WISE1029 + 0501 -. Suoritettuaan yksityiskohtaisen analyysin ALMA: ta käyttämällä, ryhmä havaitsi, että WISE1029 + 0501: stä ei tullut merkkejä merkittävästä molekyylikaasun virtauksesta. He havaitsivat myös, että tähtiä muodostava aktiivisuus galaksissa ei ollut voimakkaampaa tai tukahdutettu.
Tämä osoittaa, että voimakas ionisoituneen kaasun virtaus, joka tulee SMBH: sta WISE1029 + 0501: ssä, ei vaikuttanut merkittävästi ympäröivään molekyylikaasun tai tähden muodostumiseen. Kuten tohtori Yoshiki Toba selitti, tämä tulos:
”[H] as teki galaksien ja supermassiivisten mustien reikien yhteiskehityksen hämmentävämmäksi. Seuraava askel on tutkia lisätietoja tällaisista galakseista. Se on välttämätöntä, jotta ymmärretään kokonaiskuva galaksien ja supermassiivisten mustien reikien muodostumisesta ja kehityksestä ”.
Tämä ei koske vain tavanomaista viisautta, vaan myös viimeaikaisia tutkimuksia, jotka osoittivat tiukkaa korrelaatiota keskeisten mustien reikien massan ja heidän isäntägalaksejensa välillä. Tämä korrelaatio viittaa siihen, että supermassiiviset mustat aukot ja niiden isäntägalaksit kehittyivät yhdessä viimeisen 13,8 miljardin vuoden aikana ja olivat läheisessä vuorovaikutuksessa kasvaessaan.
Tässä suhteessa tämä viimeisin tutkimus on vain syventänyt SMBH: n ja heidän galaksien välisen suhteen mysteeriä. Kuten Ehime-yliopiston professori ja tutkimuksen avustaja Tohru Nagao totesi:
”Tähtitieteilijät eivät ymmärrä supermassiivisten mustien reikien aktiivisuuden ja tähtien muodostumisen välistä todellista suhdetta galakseissa. Siksi monet tähtitieteilijät, mukaan lukien meidät, ovat innokkaita seuraamaan todellista tilannetta ydinvoiman poistumisen ja tähtiä muodostavien toimintojen vuorovaikutuksesta paljastaakseen yhteisen evoluution salaisuuden. "
Ryhmä valitsi tutkimukseensa WISE1029 + 0501, koska tähtitieteilijät uskovat, että koirat pitävät aktiivisesti kasvavia SMBH: itä ytimessä. Erityisesti WISE1029 + 0501 on äärimmäinen esimerkki galakseista, joissa virtaava kaasu ionisoituu voimakkaalla säteilyllä sen SMBH: sta. Sellaisenaan tutkijoita on ollut erittäin motivoituneita näkemään, mitä tämän galaksin molekyylikaasulle tapahtuu.
Tutkimus tehtiin mahdolliseksi ALMA: n herkkyyden ansiosta, mikä on erinomaista tutkiessaan molekyylisen kaasun ominaisuuksia ja tähtiä muodostavaa aktiivisuutta galakseissa. Itse asiassa viime vuosina on tehty useita tutkimuksia, joissa on luotettu ALMA: han tutkia etäisten galaksien kaasuominaisuuksia ja SMBH: ita.
Ja vaikka tämän tutkimuksen tulokset ovat ristiriidassa galaktisen evoluution laajalti käytettyjen teorioiden kanssa, Yoshiki ja hänen kollegansa ovat innoissaan siitä, mitä tämä tutkimus voisi paljastaa. Loppujen lopuksi voi olla, että SMBH: n säteily ei aina vaikuta isäntägalaksin molekyylikaasujen ja tähtimuodostukseen.
"Tällaisen yhteiskehityksen ymmärtäminen on erittäin tärkeää tähtitiedelle", sanoi Yoshiki. "Keräämällä tilastotietoja tällaisista galakseista ja jatkamalla seurantatutkimuksia ALMA: n avulla, toivomme paljastavan totuuden."
