Cristina Ramos Almeida, onderzoeker bij het IAC, en Claudio Ricci, van het Instituut voor Astronomie van de Universidad Católica de Chile, hebben een recensie gepubliceerd in Natuurastronomie op het materiaal dat actieve galactische kernen verduistert die zijn verkregen uit infrarood- en röntgenwaarnemingen.

Zwarte gaten lijken een fundamentele rol te spelen in hoe sterrenstelsels evolueren tijdens een fase waarin ze actief zijn en materiaal uit het sterrenstelsel zelf consumeren. Tijdens deze fase, de melkweg herbergt een actieve galactische kern (AGN), en het effect dat deze nucleaire activiteit in de melkweg produceert, staat bekend als AGN-feedback. Bijvoorbeeld, de AGN kan verwarmen, verstoren, verbruiken en verwijderen van het beschikbare gas om nieuwe sterren te vormen, verdere groei van sterrenstelsels te voorkomen. AGN-feedback is nu vereist voor simulaties van de vorming van sterrenstelsels om de waarnemingen van massieve sterrenstelsels op kosmologische afstanden te verklaren. "Als er geen rekening wordt gehouden met AGN-feedback in de simulaties, " legt Cristina Ramos uit, "het voorspelde aantal massieve sterrenstelsels toen het universum jonger was, is veel hoger dan het aantal dat wordt waargenomen."

Het rechtstreeks bestuderen van de invloed van nucleaire activiteit op de evolutie van sterrenstelsels is een uitdaging vanwege de verschillende ruimtelijke schalen en tijdschalen die bij de twee processen betrokken zijn. Massieve sterrenstelsels herbergen extreem compacte superzware zwarte gaten van miljoenen of zelfs miljarden zonnemassa's in hun kernen. Geschat wordt dat de fasen van nucleaire activiteit een korte periode duren, tussen 1 en 100 miljoen jaar, overwegende dat de evolutieprocessen van sterrenstelsels, zoals uitstulping of staafvorming, veel langer meegaan. "Om de verbinding tussen de AGN en het gaststelsel te bestuderen, we moeten naar de kern van sterrenstelsels kijken, waar het materiaal dat hen verbindt wordt gevonden. Dit materiaal bestaat voornamelijk uit gas en stof, die normaal worden bestudeerd in de infrarood- en röntgenband, ", legt Claudio Ricci uit.

De astrofysici bieden een uitgebreid overzicht van de huidige inzichten die zijn afgeleid van infrarood- en röntgenonderzoek. Deze zijn de afgelopen tien jaar enorm verbeterd dankzij observatiefaciliteiten zoals CanariCam op de Gran Telescopio CANARIAS (GTC), gelegen aan het Roque de los Muchachos Observatorium (Garafía, La Palma) en de Very Large Array Interferometer (VLTI) in het infraroodbereik, evenals röntgensatellieten zoals NuSTAR, Swift/BAT en Suzaku.

Cristina Ramos zegt, "We weten nu dat dit nucleair materiaal complexer en dynamischer is dan we een paar jaar geleden dachten:het is erg compact, gevormd door gas en stofwolken die rond het zwarte gat draaien, en de eigenschappen ervan zijn afhankelijk van de AGN-helderheid en accretiesnelheid. Bovendien, het is geen geïsoleerde structuur, maar lijkt verbonden met de melkweg via uit- en instroom van gas, als materiaalstromen die als onderdeel van een cyclus stromen. Deze gasstroomcyclus blijft het zwarte gat voeden en reguleert de vorming van nieuwe sterren in de melkweg."

Onlangs, de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) heeft voor het eerst het nucleaire verduisterende materiaal in een actief sterrenstelsel in beeld gebracht. ALMA opereert in het millimeter- en submillimeterbereik, en de laatste sporen het koelste stof en gas rond AGN op. In het geval van het sterrenstelsel NGC 1068, ALMA heeft aangetoond dat dit materiaal wordt gedistribueerd in een zeer compacte schijfachtige vorm van zeven tot tien parsec (pc) in diameter, en naast de regelmatige rotatie van de schijf, er zijn niet-cirkelvormige bewegingen die overeenkomen met gas met hoge snelheid dat uit de melkwegkern stroomt. "Het komende decennium de nieuwe generatie infrarood- en röntgenfaciliteiten zal in hoge mate bijdragen aan ons begrip van de structuur en fysieke eigenschappen van het nucleaire materiaal, " besluit Claudio Ricci.