In het hart van bijna elk voldoende massief melkwegstelsel bevindt zich een zwart gat waarvan het zwaartekrachtveld, hoewel zeer intens, treft slechts een klein gebied rond het centrum van de melkweg. Ook al zijn deze objecten duizenden miljoenen keren kleiner dan hun gaststerrenstelsels, onze huidige visie is dat het heelal alleen kan worden begrepen als de evolutie van sterrenstelsels wordt gereguleerd door de activiteit van deze zwarte gaten, omdat zonder hen de waargenomen eigenschappen van de sterrenstelsels niet kunnen worden verklaard.

Theoretische voorspellingen suggereren dat naarmate deze zwarte gaten groeien, ze voldoende energie genereren om op te warmen en het gas binnen sterrenstelsels tot grote afstanden te verdrijven. Het observeren en beschrijven van het mechanisme waarmee deze energie interageert met sterrenstelsels en hun evolutie wijzigt, is daarom een ​​fundamentele vraag in de hedendaagse astrofysica.

Met dit doel voor ogen, een onderzoek onder leiding van Ignacio Martín Navarro, een onderzoeker aan het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), is een stap verder gegaan en heeft geprobeerd te zien of de materie en energie die wordt uitgestoten door deze zwarte gaten de evolutie kunnen veranderen, niet alleen van het gaststelsel, maar ook van de satellietstelsels eromheen, op nog grotere afstanden. Om dit te doen, het team heeft de Sloan Digital Sky Survey gebruikt, waardoor ze de eigenschappen van de sterrenstelsels in duizenden groepen en clusters konden analyseren. De conclusies van dit onderzoek, begon tijdens Navarro's verblijf in het Max Planck Institute for Astrophysics, worden vandaag gepubliceerd in Natuur tijdschrift.

"Verrassend genoeg ontdekten we dat de satellietstelsels meer of minder sterren vormden, afhankelijk van hun oriëntatie ten opzichte van het centrale sterrenstelsel, " legt Annalisa Pillepich uit, onderzoeker aan het Max Planck Instituut voor Sterrenkunde (MPIA, Duitsland) en co-auteur van het artikel. Om dit geometrische effect op de eigenschappen van de satellietstelsels te verklaren, gebruikten de onderzoekers een kosmologische simulatie van het heelal, Illustris-TNG genaamd, waarvan de code een specifieke manier bevat om de interactie tussen centrale zwarte gaten en hun gastheerstelsels aan te pakken. "Net als bij de waarnemingen, de Illustris-TNG-simulatie toont een duidelijke modulatie van de stervormingssnelheid in satellietstelsels, afhankelijk van hun positie ten opzichte van het centrale sterrenstelsel, " zij voegt toe.

Dit resultaat is dubbel belangrijk omdat het waarnemingsondersteuning geeft voor het idee dat centrale zwarte gaten een belangrijke rol spelen bij het reguleren van de evolutie van sterrenstelsels, wat een basiskenmerk is van ons huidige begrip van het heelal. Hoe dan ook, deze hypothese wordt voortdurend in twijfel getrokken, gezien de moeilijkheid om het mogelijke effect van de zwarte gaten in echte sterrenstelsels te meten, in plaats van alleen theoretische implicaties te overwegen.

Deze resultaten suggereren, dan, dat er een bepaalde koppeling is tussen de zwarte gaten en hun sterrenstelsels, waarmee ze materie tot grote afstanden van de galactische centra kunnen verdrijven, en kan zelfs de evolutie van andere nabijgelegen sterrenstelsels beïnvloeden. "Dus we kunnen niet alleen de effecten van centrale zwarte gaten op de evolutie van sterrenstelsels waarnemen, maar onze analyse opent de weg om de details van de interactie te begrijpen, " legt Navarro uit, wie is de eerste auteur van het artikel.

"Dit werk is mogelijk gemaakt door samenwerking tussen twee gemeenschappen:de waarnemers en de theoretici die, op het gebied van extragalactische astrofysica, vinden dat kosmologische simulaties een nuttig hulpmiddel zijn om te begrijpen hoe het heelal zich gedraagt, " concludeert hij.