I hjärtat av nästan varje tillräckligt massiv galax finns ett svart hål vars gravitationsfält, även om det är väldigt intensivt, påverkar endast ett litet område runt galaxens centrum. Även om dessa objekt är tusentals miljoner gånger mindre än deras värdgalaxer, vår nuvarande uppfattning är att universum bara kan förstås om galaxernas utveckling regleras av aktiviteten hos dessa svarta hål, för utan dem kan galaxernas observerade egenskaper inte förklaras.

Teoretiska förutsägelser tyder på att när dessa svarta hål växer genererar de tillräckligt med energi för att värma upp och driva ut gasen inom galaxer till stora avstånd. Att observera och beskriva mekanismen genom vilken denna energi interagerar med galaxer och modifierar deras utveckling är därför en grundläggande fråga i dagens astrofysik.

Med detta mål i åtanke, en studie ledd av Ignacio Martín Navarro, en forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), har gått ett steg längre och har försökt se om materia och energi som emitteras från runt dessa svarta hål kan förändra utvecklingen, inte bara för värdgalaxen, men också av satellitgalaxerna runt den, på ännu större avstånd. Att göra detta, teamet har använt Sloan Digital Sky Survey, vilket gjorde det möjligt för dem att analysera egenskaperna hos galaxerna i tusentals grupper och kluster. Slutsatserna av denna studie, startade under Navarros vistelse vid Max Planck Institute for Astrophysics, publiceras idag i Natur tidskrift.

"Vi fann överraskande nog att satellitgalaxerna bildade fler eller färre stjärnor beroende på deras orientering i förhållande till den centrala galaxen, " förklarar Annalisa Pillepich, forskare vid Max Planck Institute for Astronomy (MPIA, Tyskland) och medförfattare till artikeln. För att försöka förklara denna geometriska effekt på egenskaperna hos satellitgalaxerna använde forskarna en kosmologisk simulering av universum som kallas Illustris-TNG vars kod innehåller ett specifikt sätt att hantera interaktionen mellan centrala svarta hål och deras värdgalaxer. "Precis som med observationerna, Illustris-TNG-simuleringen visar en tydlig modulering av stjärnbildningshastigheten i satellitgalaxer beroende på deras position i förhållande till den centrala galaxen, " tillägger hon.

Detta resultat är dubbelt viktigt eftersom det ger observationsstöd för idén att centrala svarta hål spelar en viktig roll för att reglera utvecklingen av galaxer, vilket är ett grundläggande inslag i vår nuvarande förståelse av universum. Ändå, denna hypotes ifrågasätts ständigt, med tanke på svårigheten att mäta den möjliga effekten av de svarta hålen i verkliga galaxer, snarare än att bara överväga teoretiska implikationer.

Dessa resultat tyder på, sedan, att det finns en speciell koppling mellan de svarta hålen och deras galaxer, genom vilken de kan driva ut materia till stora avstånd från de galaktiska centra, och kan till och med påverka utvecklingen av andra närliggande galaxer. "Så inte bara kan vi observera effekterna av centrala svarta hål på utvecklingen av galaxer, men vår analys öppnar vägen för att förstå detaljerna i interaktionen, " förklarar Navarro, vem är den första författaren till artikeln.

"Detta arbete har varit möjligt tack vare samarbete mellan två samhällen:observatörerna och teoretiker som, inom området extragalaktisk astrofysik, finner att kosmologiska simuleringar är ett användbart verktyg för att förstå hur universum beter sig, " avslutar han.