În ultimele decenii, comunitatea științifică a adunat tot mai multe dovezi că găuri negre supermasive pot influența evoluția unei galaxii. Aceste obiecte extrem de compacte absorb o mare parte din materialul necesar formării stelelor, ceea ce poate opri sau întârzia nașterea noilor stele în mediul lor înconjurător. Totuși, jeturile care ies din găuri negre pot oferi energie gazelor din mediu, stimulând formarea de stele în zone cu densitate ridicată a gazului.

Într-un efort de colaborare, cercetători de la Arizona State University (ASU) și Raman Research Institute (RRI) au analizat cantități mari de gaz din jurul galaxiei, numit în mod obișnuit CGM (mediul circumgalactic). Acest gaz poate întinde de la zece până la douăzeci ori dimensiunea galaxiei vizibile și funcționează ca un rezervor de bari pentru evoluția pe termen lung, din care provine material pentru formarea stelelor, în timp ce gravitația menține și modelează gazul.

În echipa de cercetare au fost implicați Sanchateeta Borthakur (ASU) și Namrata Roy (RRI), care au analizat observații ale sute de galaxii cu fluxuri de jeturi active. Observațiile s-au bazat pe datele DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) și pe observațiile radio LOFAR LoTSS. În studiu, cercetătorii au căutat semnături de emisie H‑alpha, indicator al hidrogenului ionizat, ca reper pentru prezența energizării jeturilor.

Găuri negre și jeturi

Rezultatele au arătat clar că jeturile ies pe axa galaxiei și produc emisii intense în direcția respectivă. În zona lungului traseu, jeturile încălzesc gazele întâlnite în calea lor. Efectul este mai pronunțat acolo unde jetul intră în CGM și continuă spre regiunile exterioare ale galaxiei. Fronturi de șoc și eliberarea de energie iluminează sau perturbă norii de gaz, generând fie o propagare de formare a stelelor în regiunile afectate, fie o oprire a formării de stele.

Jeturile sunt bidirecționale, extrem de înguste, cu energie înaltă, iar materialul se încălzește în apropierea găurii negre. Jeturile radiază în lungimi de undă variate, în special în radio și X, făcându-le vizibile. Prin încălzire și agitație, jeturile pot stimula sau perturba gazul, accelerând sau încetinind creșterea galaxiei. Dacă găurile negre atrag gazul sau perturbă porțiuni îndepărtate ale jetului, efectele pot fi profunde asupra ratei de creștere. În cel mai sever scenariu, galaxia poate deveni quiescentă, cu puțină sau aproape deloc formare de stele.

Jeturile sunt două sensuri, foarte înguste și cu energie înaltă. Materia se încălzește în apropierea găurii negre, iar energia emisă poate atinge niveluri ridicate. Jeturile radiază în radio și X, ceea ce le face vizibile și capabile să încălzească, agitează și perturbe gazul din jur. Prin această interacțiune, jeturile pot accelera sau încetini creșterea galaxiei. Dacă jeturile perturbă gazul sau afectează regiunile exterioare ale CGM, efectele pot fi profunde asupra evoluției galaxiei. În cel mai rău scenariu, galaxia poate rămâne în stare de quiescență, cu foarte puține stele.

Detalii despre efecte

Atunci când jeturile perturbă și energizează norii CGM, pe termen lung pot apărea valuri de formare a stelelor de-a lungul traseului jetului, sporind probabilitatea nașterii noilor stele în regiunile afectate.

În viitor, astronomii vor utiliza datele DESI și LOFAR LoTSS pentru a efectua mai multe simulări și observații, pentru a înțelege mai bine legăturile dintre activitatea jeturilor și starea CGM. Aceste abordări ar putea oferi argumente mai solide în favoarea interacțiilor observate și ar sprijini înțelegerea modului în care gazul circumgalactic modelează evoluția galaxiilor.

În concluzie, interacțiunea dintre jeturile radio și CGM joacă un rol important în evoluția pe termen lung a galaxiilor, ajutând la înțelegerea modului în care sursele centrale de energie modelează structura și creșterea galaxiilor.