Quando le galassie invecchiano, il processo di formazione stellare si ferma qui. Ma perché? Sembra che gli astronomi abbiano trovato l'autore del reato nell'inseguimento.
Al momento sappiamo che la maggior parte delle galassie ha buchi neri supermassicci al centro. Alcuni fenomeni energetici si verificano in questi mostri galattici, specialmente quando qualcosa cade nel loro disco di accrescimento e nell'orizzonte degli eventi. Spesso, l'energia generata dal nucleo attivo della galassia (dove si trovano questi buchi neri) controlla la formazione stellare della galassia nel suo complesso.
In un nuovo studio pubblicato nella rivista mensile della Royal Astronomical Society, i ricercatori ritengono di aver trovato la ragione per cui le galassie "disattivano" il processo di formazione stellare con l'età.
Questa è una visione incredibilmente dettagliata del telescopio Hubble presso la galassia a spirale NGC 4921, situata sullo sfondo di oggetti simili più distanti. Il frame consiste di oltre 80 singole immagini che sono passate attraverso i filtri gialli e infrarossi.
"Quando guardi al passato della storia dell'universo, vedi come nascono le stelle nelle galassie", dice Tobias Brak della Johns Hopkins University. "Ad un certo punto il processo di formazione delle stelle si ferma, la domanda è: perché? Crediamo che i buchi neri attivi siano la causa principale di questo fenomeno."
Il matrimonio ed i suoi colleghi hanno applicato il metodo usato per studiare grandi gruppi di galassie su una singola galassia. Facendo ciò, hanno scoperto che i buchi neri supermassicci formano "feedback alle frequenze radio" che riscaldano le galassie, impedendo ai gas interstellari di raffreddarsi, attaccarsi e formare nuove stelle. I grandi buchi neri di una certa età diventano una specie di "interruttore" e assorbono strutture che formano stelle.
Questo fa parte del programma Hubble Border Fields, che analizza la distribuzione di massa in questi cluster giganti e utilizza l'effetto lente del cluster per dare uno sguardo ulteriore nell'Universo.
Di norma, l'effetto Sunyaev-Zeldovich viene utilizzato per studiare se l'originale radiazione di fondo delle microonde cosmiche (il "Big Bang echo") interagisce con gli elettroni all'interno dei gas interstellari bloccati in gruppi di centinaia di galassie. Ma per la prima volta questo metodo è stato applicato per misurare il mezzo interstellare tra una singola galassia.
"L'effetto Sunyaev-Zeldovich viene solitamente utilizzato per studiare cluster di centinaia di galassie, ma la galassia che stiamo studiando contiene solo una o due strutture", ha detto Megan Graral, anch'essa della Johns Hopkins University.
Usando questo effetto, i ricercatori hanno scoperto che tutte le galassie studiate avevano lo stesso valore di "feedback in radiofrequenza" delle galassie, a cui mancava il potenziale per la formazione stellare. È successo che queste galassie sono galassie ellittiche grandi e mature, in cui il gas interstellare riscaldato è stato privato della possibilità di raffreddamento.
"Se il gas rimane caldo, non può fallire sotto il suo stesso peso, se il gas non può fallire, allora le nuove stelle non si formeranno", ha aggiunto il matrimonio.
Questa è una nuova istantanea dettagliata della galassia a spirale Messier 61 e della sua parte centrale. L'immagine è stata piegata dalle osservazioni del 2003 e del 2004 dalla videocamera Hubble ad alta risoluzione (HRC) che ora è stata cancellata. Il suo secondo nome è NGC 4303. Si trova a 100.000 anni luce e ricorda la nostra galassia in termini di dimensioni. Con la Via Lattea, entrano nel gruppo galattico nella costellazione della Vergine, che immagazzina fino a 2000 galassie a spirale ed ellittiche. "Feedback sulle frequenze radio" si verifica quando qualcosa entra nell'ambiente che circonda il buco nero. Anche se il buco nero inevitabilmente assorbe tutto, una parte di questa massa, per mezzo di un meccanismo ancora incomprensibile, sarà accelerata alla velocità relativistica e uscirà dai poli del buco nero. Questo flusso di plasma energeticamente potente che viaggia ad una velocità prossima alla velocità della luce genera potenti onde radio che riscaldano i gas in tutta la galassia.
Sebbene i meccanismi alla base dell'effetto "feedback in radiofrequenza" siano oggetto di dibattito, il risultato è ovvio: i buchi neri agiscono come un elemento riscaldante sulla piastra, mantenendo il gas interstellare caldo e fermando il processo di formazione stellare nelle vecchie galassie.
