Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý thiên văn đã hoang mang về mối quan hệ giữa các Lỗ đen Siêu khối (SMBH) và các thiên hà tương ứng của chúng. Từ những năm 1970, phần lớn các thiên hà khổng lồ có SMBH ở trung tâm của chúng, và chúng được bao quanh bởi tori xoay tròn của khí và bụi. Sự hiện diện của các lỗ đen và tori này là nguyên nhân khiến các thiên hà khổng lồ có Hạt nhân Thiên hà Hoạt động (AGN).
Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tiết lộ một kết luận đáng kinh ngạc khi nghiên cứu mối quan hệ này. Sử dụng Atacama Large Millimét / milimét Array (ALMA) để quan sát một thiên hà hoạt động với luồng khí ion hóa mạnh từ trung tâm thiên hà, nhóm nghiên cứu đã thu được kết quả có thể chỉ ra rằng không có mối quan hệ nào giữa SMBH và thiên hà chủ của nó.
Nghiên cứu có tên là Không có dấu hiệu của dòng khí phân tử mạnh trong một thiên hà bị che khuất bởi bụi hồng ngoại với luồng khí bị ion hóa mạnh, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí vật lý thiên văn. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Yoshiki Toba thuộc Viện thiên văn học và vật lý thiên văn Academia Sinica tại Đài Loan và bao gồm các thành viên từ Đại học Ehime, Đại học Kogakuin và Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, Đại học nghiên cứu nâng cao (SOKENDAI) và Đại học Johns Hopkins .
Câu hỏi về cách SMBH đã ảnh hưởng đến sự tiến hóa của thiên hà vẫn là một trong những câu hỏi chưa được giải quyết lớn nhất trong thiên văn học hiện đại. Trong số các nhà vật lý thiên văn, có một kết luận đã được báo trước rằng SMBH có tác động đáng kể đến sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà. Theo quan niệm được chấp nhận này, SMBH ảnh hưởng đáng kể đến khí phân tử trong các thiên hà, có ảnh hưởng sâu sắc đến sự hình thành sao.
Về cơ bản, lý thuyết này cho rằng các thiên hà lớn hơn tích tụ nhiều khí hơn, do đó dẫn đến nhiều ngôi sao và lỗ đen trung tâm lớn hơn. Đồng thời, có một cơ chế phản hồi, trong đó các lỗ đen đang phát triển tích tụ nhiều vật chất hơn trên chính chúng. Điều này dẫn đến việc chúng phát ra một lượng năng lượng cực lớn dưới dạng các tia phóng xạ và hạt, được cho là có thể ngăn chặn sự hình thành sao trong vùng lân cận của chúng.
Tuy nhiên, khi quan sát một thiên hà bị che khuất bởi bụi hồng ngoại (IR) - WISE1029 + 0501 - Yoshiki và các đồng nghiệp đã thu được kết quả trái ngược với quan niệm này. Sau khi tiến hành phân tích chi tiết bằng ALMA, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng không có dấu hiệu nào về dòng khí phân tử đáng kể đến từ WISE1029 + 0501. Họ cũng phát hiện ra rằng hoạt động hình thành sao trong thiên hà không dữ dội hơn hay bị triệt tiêu.
Điều này chỉ ra rằng một luồng khí bị ion hóa mạnh đến từ SMBH trong WISE1029 + 0501 không ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành khí phân tử hoặc sao xung quanh. Như Tiến sĩ Yoshiki Toba đã giải thích, kết quả này:
Càng [H] càng làm cho sự đồng tiến hóa của các thiên hà và các hố đen siêu lớn trở nên khó hiểu hơn. Bước tiếp theo là xem xét thêm dữ liệu của loại thiên hà này. Điều đó rất quan trọng để hiểu được bức tranh đầy đủ về sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà và các hố đen siêu lớn.
Điều này không chỉ bay khi đối mặt với sự khôn ngoan thông thường, mà còn đối mặt với các nghiên cứu gần đây cho thấy mối tương quan chặt chẽ giữa khối lượng của các lỗ đen trung tâm và các thiên hà chủ của chúng. Mối tương quan này cho thấy các lỗ đen siêu lớn và các thiên hà chủ của chúng đã phát triển cùng nhau trong suốt 13,8 tỷ năm qua và tương tác chặt chẽ khi chúng lớn lên.
Về mặt này, nghiên cứu mới nhất này chỉ làm sâu sắc thêm bí ẩn về mối quan hệ giữa SMBH và các thiên hà của chúng. Như Tohru Nagao, một giáo sư tại Đại học Ehime và là đồng tác giả của nghiên cứu, đã chỉ ra:
Các nhà thiên văn học [W] e không hiểu được mối quan hệ thực sự giữa hoạt động của các lỗ đen siêu lớn và sự hình thành sao trong các thiên hà. Do đó, nhiều nhà thiên văn học trong đó có chúng tôi rất muốn quan sát cảnh thực sự của sự tương tác giữa dòng chảy hạt nhân và các hoạt động hình thành sao, vì đã tiết lộ bí ẩn của sự đồng tiến hóa.
Nhóm nghiên cứu đã chọn WISE1029 + 0501 cho nghiên cứu của họ vì các nhà thiên văn học tin rằng các DOG chứa chấp SMBH tích cực phát triển trong hạt nhân của họ. Cụ thể, WISE1029 + 0501 là một ví dụ cực đoan về các thiên hà nơi khí thoát ra đang bị ion hóa bởi bức xạ cực mạnh từ SMBH của nó. Do đó, các nhà nghiên cứu đã rất có động lực để xem điều gì xảy ra với khí phân tử thiên hà này.
Nghiên cứu được thực hiện nhờ vào độ nhạy ALMA, rất tuyệt vời khi nghiên cứu các tính chất của khí phân tử và hoạt động hình thành sao trong các thiên hà. Trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong những năm gần đây đã dựa vào ALMA để điều tra các tính chất khí và SMBH của các thiên hà xa xôi.
Và trong khi kết quả của nghiên cứu này mâu thuẫn với các lý thuyết được tổ chức rộng rãi về sự tiến hóa của thiên hà, Yoshiki và các đồng nghiệp của ông rất hào hứng về những gì nghiên cứu này có thể tiết lộ. Cuối cùng, có thể là bức xạ từ SMBH không phải lúc nào cũng ảnh hưởng đến sự hình thành khí phân tử và sao của thiên hà chủ của nó.
Yosh [U] hiểu được sự đồng tiến hóa như vậy là rất quan trọng đối với thiên văn học, ông Yoshiki nói. Bằng cách thu thập dữ liệu thống kê của loại thiên hà này và tiếp tục quan sát tiếp theo bằng ALMA, chúng tôi hy vọng sẽ tiết lộ sự thật.
