Det är lätt att föreställa sig ett svart hål som en slags allsmäktig kosmisk dränering, ett sinkhål av superstark gravitation som hänger och sväljer förbi nebulosor eller stjärnor. Även om det är sant kan vi inte observera materia när det korsar ett svart håls händelsehorisont, forskare nollställer vad som händer i marginalerna, där molekylära moln släpper ut enorma mängder energi när det cirkulerar plugolen.

EU -forskare ser på vad som händer med gas som kastas av ett svart håls häftiga hastighet, och hur detta kan påverka stjärnbildning i galaxer som vår, och till och med interstellärt utrymme.

Astronomen Dr Björn Emonts, från National Radio Astronomy Observatory i USA, har använt några av världens största radioteleskop för att undersöka vad som händer med sådana gasstrålar som en del av det EU-finansierade BLACK HOLES AND JWST-projektet.

"Vi ville se hur svarta hål kan påverka utvecklingen av galaxer som helhet, " han sa.

Med hjälp av avancerade radioteleskop i Atacamaöknen i norra Chile, ligger 5000 meter över havet, Dr Emonts kan upptäcka de karakteristiska spektralsignaturerna för gasmolekyler när de drivs utåt av det svarta hålet.

"Om du har ett roterande svart hål med en ackresionsskiva (partiklar som kretsar runt det svarta hålet), det kan faktiskt fungera som en slags dynamo. Det kan utlösa magnetfält på vardera sidan av ackretionsskivan och dessa magnetfält kan fånga laddade partiklar, " han sa.

"Det du får är två strålar ... som verkligen kan sprida sig väldigt långt bort från det svarta hålet - de kan korsa hela galaxen och till och med påverka omgivningen."

Nästan varje galax kommer sannolikt att ha ett roterande supermassivt svart hål i mitten. Dr Emonts fann att Dragonfly Galaxy, ett uråldrigt system från det tidiga universum som består av sammanslagna galaxer, hade tornado-liknande strålar av partiklar som kom ut från det svarta hålet som kunde, faktiskt, starta sin stjärnbildning.

"Vi såg faktiskt att mängden gas som förskjutits är i samma takt som stjärnor bildas, "Dr Emonts sa.

Genom att skanna radiovågor för att detektera kolmonoxid i ett annat stjärnsystem, Spiderweb Galaxy, han kunde också visa att molekylär gas kan existera och bilda stjärnor utanför galaxer, och att strålar av partiklar till och med kan hjälpa processen genom att utlösa kylning.

Dr Emonts hoppas att dessa fynd kommer att lägga grunden för att använda nästa generations rymdteleskop, James Webb -teleskopet, som kan se molekylär gas nära svarta hål i en aldrig tidigare skådad detalj. Detta kommer att leda till en ännu djupare förståelse av den viktiga roll som svarta hål spelar i utvecklingen av galaxer.

Röntgenkollisioner

Ett annat sätt att upptäcka energi som avges från ackretionsskivor med svarta hål är genom röntgenspektrum. Dr Gabriele Ponti, som ledde det EU-finansierade HIGH-Z &MULTI-λ-projektet vid Max Planck Institute i Tyskland, sade:"De flesta utsläppen från material som faller i de svarta hålen är i röntgenstrålar."

Hans mål var att leta efter bevis för att röntgenstrålar orsakas när gasmoln korsar supermassiva svarta hål i galaxernas centrum.

För första gången någonsin kunde han observera en röntgenstrålning medan gasmoln sugs in i det svarta hålet i mitten av vår galax, kallad Skytt A*. Ändå, Det är fortfarande för tidigt att säga säkert om det kan vara den enda anledningen till ökade röntgenstrålar.

"Röntgenstrålarna är väldigt ljusa. Om du tar en kärnreaktion, du har bara en liten bråkdel av energi från materia som släpps ut - ansamling av svarta hål är många gånger effektivare, Sa Dr Ponti.

Bättre observationer av utsläpp från svarta håls ackretionsskivor kan också leda till ökad förståelse för storleken på svarta hål, samt hur exakt de hjälper fröstjärnbildning.

"Vi observerade ett urval av närliggande supermassiva svarta hål och vi mätte deras variation, och vi såg att det är extremt väl korrelerat med det svarta hålets massa, Sa Dr Ponti.

Den korrelationen kan användas för att bestämma avstånd, eftersom de kan korrelera intensiteten av utsläpp med objektets massa och avstånd.

Stjärnbildning

"Om jorden var galaxens storlek, ett svart hål skulle bara vara lika stort som din fingernagel. Ändå kan det föremålet påverka fysiken för något på jordens storlek, Sa Dr Ponti.

För att bättre förstå partikelvinden som kommer från supermassiva svarta hål, Dr Ponti tittade på svarta hål med stjärnmassa, miljontals gånger mindre än i galaktiska kärnor, och mer hanterbar.

Det överraskande de observerade var att de bara såg vindarna ibland, beroende på ackretionsskivans orientering till jorden. Det innebar att sådana vindar flödade av på samma plan som skivan.

"När ackretionsskivan är vänd på, vår siktlinje korsar inte genom vinden och vi observerar den inte genom absorption, Sa Dr Ponti.

Sådana partikelvindar, bär gas som kan bilda stjärnor, är förmodligen en egenskap hos de flesta svarta hål, och vissa studier har spekulerat i att de till och med kan avge mer material än vissa svarta hål absorberar. Detta ökar det växande beviset på att svarta hål inte bara är en intergalaktisk destruktiv kraft, utan snarare en nyckelspelare i bildandet av galaxer.