Le stelle che si formano nelle galassie sembrano essere influenzate dal buco nero supermassiccio al centro della galassia, ma il meccanismo di come ciò accade non è stato chiaro agli astronomi fino ad ora.

"I buchi neri supermassicci sono affascinanti, "dice l'autore principale Shelley Wright, un professore di fisica dell'Università della California a San Diego. "Capire perché e come le galassie sono influenzate dai loro buchi neri supermassicci è un enigma eccezionale nella loro formazione".

In uno studio pubblicato oggi su The Giornale Astrofisico , Wright, studente laureato Andrey Vayner, e i loro colleghi hanno esaminato l'energia che circonda i potenti venti generati dal luminoso, vigoroso buco nero supermassiccio (noto come "quasar") al centro della galassia ospite 3C 298, situato a circa 9,3 miliardi di anni luce di distanza.

"Studiamo i buchi neri supermassicci nell'universo primordiale quando crescono attivamente accumulando enormi quantità di materiale gassoso, " dice Wright. "Mentre i buchi neri stessi non emettono luce, il materiale gassoso che masticano viene riscaldato a temperature estreme, rendendoli gli oggetti più luminosi dell'universo."

La ricerca del team dell'UC San Diego ha rivelato che i venti soffiano attraverso l'intera galassia e influenzano la crescita delle stelle.

"È notevole che il buco nero supermassiccio sia in grado di colpire le stelle che si formano a distanze così grandi, "dice Wright.

Oggi, le galassie vicine mostrano che la massa della galassia è strettamente correlata con la massa del buco nero supermassiccio. La ricerca di Wright e Vayner indica che 3C 298 non rientra in questa normale relazione di scala tra le galassie vicine ei buchi neri supermassicci che si nascondono al loro centro. Ma, nell'universo primordiale, il loro studio mostra che la galassia 3C 298 è 100 volte meno massiccia di quanto dovrebbe essere data la sua massa da buco nero supermassiccio.

Ciò implica che la massa del buco nero supermassiccio si è stabilita ben prima della galassia, e potenzialmente l'energia del quasar è in grado di controllare la crescita della galassia.

Per condurre lo studio, i ricercatori della UC San Diego hanno utilizzato molteplici strutture astronomiche all'avanguardia. Il primo di questi è stato lo strumento OSIRIS (OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph) dell'Osservatorio Keck e il suo sistema avanzato di ottica adattiva (AO). Un sistema AO consente ai telescopi terrestri di ottenere immagini di qualità superiore correggendo la sfocatura causata dall'atmosfera terrestre. Le immagini risultanti sono buone quanto quelle ottenute dallo spazio.

La seconda struttura principale era l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, noto come "ALMA, " un osservatorio internazionale in Cile in grado di rilevare lunghezze d'onda millimetriche utilizzando fino a 66 antenne per ottenere immagini ad alta risoluzione del gas che circonda il quasar.

"La parte più divertente della ricerca su questa galassia è stata mettere insieme tutti i dati di diverse lunghezze d'onda e tecniche, " ha detto Vayner. "Ogni nuovo set di dati che abbiamo ottenuto su questa galassia ha risposto a una domanda e ci ha aiutato a mettere insieme alcuni pezzi del puzzle. Però, allo stesso tempo, ha creato nuove domande sulla natura della galassia e sulla formazione di un buco nero supermassiccio".

Wright accettò, dicendo che i set di dati erano "tremendamente meravigliosi" sia dall'Osservatorio Keck che da ALMA, offrendo una ricchezza di nuove informazioni sull'universo.

Questi risultati sono i primi risultati di un'indagine più ampia sui quasar distanti e sull'impatto della loro energia sulla formazione stellare e sulla crescita delle galassie. Vayner e il team continueranno a sviluppare risultati su quasar più distanti utilizzando le nuove strutture e capacità dell'Osservatorio Keck e di ALMA.