Ju mer massiva, eller full av stjärnor, en galax är, desto snabbare bildas stjärnorna i den. Detta verkar vara den allmänna regeln, som motsägs, dock, i vissa onormala fall, till exempel tunna (inte massiva) galaxer som är hyperaktiva i sin stjärnbildning. Fram till nu hade fenomenet förklarats av katastrofala yttre händelser som galaxer som kolliderar och smälter samman, men en ny teori erbjuder en alternativ förklaring, relaterad till en in situ (intern) process av galaxevolution. Den nya teorin återger korrekt beteendet hos både normala och onormala (eller övre) galaxer, och kan testas ytterligare genom nya observationer. En studie utförd av International School for Advanced Studies (SISSA) i Trieste, redan publicerat på astro.ph-arkivet, kommer snart att publiceras i Astrofysisk tidskrift .

Om vi ​​lägger in de galaxer för vilka vi har relevanta data i ett diagram som avser massan av stjärnor i varje galax med stjärnbildningshastigheten för den galaxen, de flesta av dem skulle framstå som ett kompakt moln, som skulle kunna beskrivas med en enkel funktion. Denna graf är känd som Galaxy Main Sequence (GMS), en grundläggande observationsrelation för forskare som studerar galaxer. Bilden som framträder är enkel:ju mer massiv galaxen, ju snabbare dess stjärnbildningsprocess tenderar att vara.

Men hur enkelt som helst, det finns ett problem. Det finns vissa undantag (onormala eller extrema fall) som inte verkar följa regeln. Vissa galaxer, faktiskt, medan de inte innehåller många stjärnor har mycket intensiva stjärnbildningshastigheter. Den mest ackrediterade hypotesen för att förklara dessa onormala fall åberopar kollision och sammanslagning mellan två galaxer:dessa avvikelser skulle därför inte vara annat än galaxer fångade under deras kollision, ett fenomen som skulle leda till en plötslig, även om det är övergående, ökning av deras stjärnbildningshastighet.

Claudia Mancuso, SISSA-forskare och första författare till studien tillsammans med SISSA-professorerna Andrea Lapi och Luigi Danese, föreslog en fascinerande alternativ förklaring:"Enligt den metod som vi utvecklade på SISSA och publicerade för bara några månader sedan, kollision och sammanslagning, medan det är möjligt, är inte så relevanta att de kan redogöra för bildandet och utvecklingen av galaxer, inklusive extremvärden som observerats i GMS, " säger forskaren. "Vårt tillvägagångssätt erbjuder en in situ förklaring baserad enbart på processer internt i den evolverande galaxen."

Det centrala svarta hålets roll

Särskilt, förklaringen från Mancuso och hans kollegor är baserad på den nära relation som finns mellan stjärnbildning och tillväxten av det centrala svarta hålet inuti massiva galaxer. "Dessa två händelser är samtidiga och relaterade till varandra. När galaxen bildar stjärnor och ökar sin massa på ett konstant och väsentligt sätt, dess svarta hål växer också, och gör det i en ännu snabbare takt, " förklarar Mancuso. "Vid en viss punkt blir det svarta hålet så stort att det utvecklar en 'energisk vind', som sveper bort gas och damm från omgivningen. Eftersom dessa är material som går till att bilda nya stjärnor, stjärnbildningsprocessen kommer till ett abrupt stopp."

Baserat på detta scenario, Mancuso och kollegor formulerade en förutsägelse om GMS och visade att deras resultat stämmer utmärkt överens med det observerade medelförhållandet, samtidigt som det ger en ny tolkning för extremvärden. "De är helt enkelt väldigt unga galaxer, " förklarar Mancuso. "En galax i sina mycket tidiga skeden av livet, full av damm och gas, har en mycket hög stjärnbildningshastighet men samtidigt innehåller den fortfarande väldigt få stjärnor eftersom den inte har hunnit bilda dem ännu, det är allt." En enkel och elegant förklaring som inte kräver någon extern intervention. Allt eftersom evolutionen fortskrider, forskaren fortsätter, galaxerna rör sig närmare och närmare medelvärdet av GMS, där de kommer att tillbringa större delen av sitt liv, innan de "stängdes av" av det svarta hålets energiska vind. "Det är därför datamolnet är så tätt i den delen av diagrammet, "tillägger hon.

"Klart, syratestet kommer från observationerna, avslutar Mancuso. "Vi kollade åldern, uppskattad genom observation, av några extremvärden i GMS, och de är verkligen alltid väldigt unga galaxer." Mer än så, ytterligare validering kan komma mycket snart:"Ut teori antyder faktiskt att avvikande galaxer, som är unga och har mycket höga stjärnbildningshastigheter, är fortfarande rika på gas, och detta gör att vi kan studera dem på djupet med hjälp av ALMA -interferometern. "