La regione dell'indagine COSMOS circondata da immagini di galassie utilizzate in questo studio. In queste galassie, la formazione stellare è cessata circa 10 miliardi di anni fa. (immagini composite in falsi colori a 3 colori che combinano i dati del telescopio Subaru e VISTA). Credito:NAOJ
Un team internazionale di astronomi ha utilizzato un database che combinava le osservazioni dei migliori telescopi del mondo, incluso il telescopio Subaru, per rilevare il segnale dai buchi neri supermassicci attivi delle galassie morenti nell'universo primordiale. La comparsa di questi buchi neri supermassicci attivi è correlata ai cambiamenti nella galassia ospite, suggerendo che un buco nero potrebbe avere effetti di vasta portata sull'evoluzione della sua galassia ospite.
La Via Lattea comprende stelle di varie età, comprese le stelle ancora in formazione. Ma nelle galassie conosciute come galassie ellittiche, tutte le stelle sono vecchie e all'incirca della stessa età. Ciò indica che all'inizio della loro storia, le galassie ellittiche hanno avuto un periodo di prolifica formazione stellare che si è concluso improvvisamente. Perché questa formazione stellare sia cessata in alcune galassie ma non in altre non è ben compreso. Una possibilità è che un buco nero supermassiccio distrugga il gas in alcune galassie, creando un ambiente inadatto alla formazione stellare.
Per testare questa teoria, gli astronomi osservano le galassie lontane. A causa della velocità finita della luce, ci vuole tempo perché la luce viaggi attraverso il vuoto dello spazio. La luce che vediamo da un oggetto a 10 miliardi di anni luce di distanza ha dovuto viaggiare per 10 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Pertanto, la luce che vediamo oggi mostra come appariva la galassia quando la luce lasciò quella galassia 10 miliardi di anni fa. Quindi guardare le galassie lontane è come guardare indietro nel tempo. Ma la distanza intermedia significa anche che le galassie lontane sembrano più deboli, rendendo difficile lo studio.
Per superare queste difficoltà, un team internazionale guidato da Kei Ito presso SOKENDAI in Giappone ha utilizzato il Cosmic Evolution Survey (COSMOS) per campionare galassie a 9,5-12,5 miliardi di anni luce di distanza. COSMOS combina i dati acquisiti dai telescopi leader a livello mondiale, tra cui l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e il Subaru Telescope. COSMOS include dati su onde radio, luce infrarossa, luce visibile e raggi X.
Il team ha utilizzato per la prima volta dati ottici e infrarossi per identificare due gruppi di galassie:quelle con formazione stellare in corso e quelle in cui la formazione stellare si è interrotta. Il rapporto segnale-rumore dei dati dei raggi X e delle onde radio era troppo debole per identificare singole galassie. Quindi il team ha combinato i dati per diverse galassie per produrre immagini con un rapporto segnale-rumore più elevato di galassie "medie". Nella media delle immagini, il team ha confermato sia le emissioni di raggi X che quelle radio per le galassie senza formazione stellare.
Questa è la prima volta che tali emissioni sono state rilevate per galassie lontane a più di 10 miliardi di anni luce di distanza. Inoltre, i risultati mostrano che le emissioni di raggi X e radio sono troppo forti per essere spiegate dalle sole stelle nella galassia, indicando la presenza di un buco nero supermassiccio attivo. Questo segnale di attività del buco nero è più debole per le galassie in cui è in corso la formazione stellare.
Questi risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal , mostrano che una brusca fine della formazione stellare nell'universo primordiale è correlata all'aumento dell'attività dei buchi neri supermassicci. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare i dettagli della relazione. + Esplora ulteriormente
