Al centro di quasi ogni galassia sufficientemente massiccia c'è un buco nero il cui campo gravitazionale, anche se molto intenso, colpisce solo una piccola regione intorno al centro della galassia. Anche se questi oggetti sono migliaia di milioni di volte più piccoli delle loro galassie ospiti, la nostra visione attuale è che l'Universo può essere compreso solo se l'evoluzione delle galassie è regolata dall'attività di questi buchi neri, perché senza di loro le proprietà osservate delle galassie non possono essere spiegate.

Le previsioni teoriche suggeriscono che man mano che questi buchi neri crescono, generano energia sufficiente per riscaldarsi ed espellere il gas all'interno delle galassie a grandi distanze. Osservare e descrivere il meccanismo con cui questa energia interagisce con le galassie e ne modifica l'evoluzione è quindi una questione fondamentale nell'Astrofisica dei nostri giorni.

Con questo obiettivo in mente, uno studio condotto da Ignacio Martín Navarro, ricercatore presso l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha fatto un passo avanti e ha cercato di vedere se la materia e l'energia emesse da questi buchi neri possono alterare l'evoluzione, non solo della galassia ospite, ma anche delle galassie satellite che lo circondano, a distanze ancora maggiori. Per fare questo, il team ha utilizzato lo Sloan Digital Sky Survey, che ha permesso loro di analizzare le proprietà delle galassie in migliaia di gruppi e ammassi. Le conclusioni di questo studio, iniziata durante il soggiorno di Navarro al Max Planck Institute for Astrophysics, sono pubblicati oggi in Natura rivista.

"Sorprendentemente abbiamo scoperto che le galassie satellite hanno formato più o meno stelle a seconda del loro orientamento rispetto alla galassia centrale, " spiega Annalisa Pillepich, ricercatore presso il Max Planck Institute for Astronomy (MPIA, Germania) e coautore dell'articolo. Per cercare di spiegare questo effetto geometrico sulle proprietà delle galassie satellite i ricercatori hanno utilizzato una simulazione cosmologica dell'Universo chiamata Illustris-TNG il cui codice contiene un modo specifico di gestire l'interazione tra i buchi neri centrali e le loro galassie ospiti. "Proprio come con le osservazioni, la simulazione Illustris-TNG mostra una chiara modulazione del tasso di formazione stellare nelle galassie satellite a seconda della loro posizione rispetto alla galassia centrale, "aggiunge.

Questo risultato è doppiamente importante perché fornisce supporto osservativo all'idea che i buchi neri centrali svolgano un ruolo importante nella regolazione dell'evoluzione delle galassie, che è una caratteristica fondamentale della nostra attuale comprensione dell'Universo. Tuttavia, questa ipotesi è continuamente messa in discussione, data la difficoltà di misurare il possibile effetto dei buchi neri nelle galassie reali, piuttosto che considerare solo implicazioni teoriche.

Questi risultati suggeriscono, poi, che esiste un particolare accoppiamento tra i buchi neri e le loro galassie, con cui possono espellere la materia a grandi distanze dai centri galattici, e può persino influenzare l'evoluzione di altre galassie vicine. "Quindi non solo possiamo osservare gli effetti dei buchi neri centrali sull'evoluzione delle galassie, ma la nostra analisi apre la strada alla comprensione dei dettagli dell'interazione, " spiega Navarro, chi è il primo autore dell'articolo.

"Questo lavoro è stato possibile grazie alla collaborazione tra due comunità:gli osservatori e i teorici che, nel campo dell'Astrofisica extragalattica, stanno scoprendo che le simulazioni cosmologiche sono uno strumento utile per capire come si comporta l'Universo, " conclude.