Un'immagine dell'Osservatorio a raggi X Chandra del centro dell'ammasso di galassie Perseus. Gli astronomi hanno utilizzato la struttura millimetrica ALMA per studiare i meccanismi di spegnimento dell'AGN e le strutture dei filamenti molecolari in dodici ammassi di galassie. Credito:NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al.
I nuclei galattici attivi (AGN) sono buchi neri supermassicci al centro delle galassie che stanno accumulando materiale sui loro dischi circumnucleari caldi, rilasciando l'energia in raffiche di radiazioni o come getti di particelle che si muovono a velocità prossime a quella della luce. Queste esplosioni energetiche a loro volta guidano i deflussi di sostanze ionizzate, neutro, e gas molecolare che può estendersi per migliaia di anni luce e muoversi a velocità di centinaia di chilometri al secondo. I flussi di gas possono essere lanciati direttamente dal disco di accrescimento caldo, sebbene la pressione di radiazione sulla polvere che è mescolata con il gas, da caldi venti termici, o altri meccanismi che generano bolle di gas calde. Scacciando il gas dalla galassia, un nucleo attivo limita il carburante disponibile per un'ulteriore formazione stellare e rallenta la crescita della galassia. Il meccanismo è anche autolimitante, poiché alla fine sopprime il gas che si accumula sul buco nero. Gli astronomi che seguono il tasso di formazione stellare nel tempo cosmico credono che questo processo, chiamato tempra, è responsabile del drammatico declino della formazione stellare dal picco dell'attività di formazione stellare circa dieci miliardi di anni fa.
L'astronomo CfA Paul Nulsen e i suoi colleghi hanno utilizzato dati nuovi e d'archivio dalla struttura millimetrica di ALMA per studiare i flussi di gas molecolare in dodici massicce galassie al centro degli ammassi di galassie. Il gas caldo che circonda le galassie in questi enormi ammassi dovrebbe raffreddarsi, ricadere sulle galassie, e produrre più nuove stelle, continuando il ciclo di feedback. L'elevata risoluzione spaziale delle immagini ALMA, presa nella linea di emissione del gas monossido di carbonio, ha permesso allo scienziato di studiare i processi in dettaglio, in particolare le strutture filamentose che caratterizzano la maggior parte del gas in questi ammassi centrali di galassie. Scoprono che filamenti molecolari giganti e nuvole apparentemente si formano quando le bolle calde di gas in fuga iniziano a raffreddarsi, e che questi deflussi finiranno per bloccarsi e ricircolare nella galassia. Identificano anche una tendenza tra la massa del gas molecolare direttamente attorno all'AGN centrale e la potenza del getto.