Nya simuleringar utförda av forskare från Max Planck Institute for Astrophysics tyder på att supermassiva svarta hål (SMBH) i centra av massiva galaxer kan dämpa stjärnbildningen i deras värdgalaxer genom att förhindra kall, stjärnbildande gas från att ackumuleras i de centrala regionerna.

Massiva galaxer i vårt universum innehåller centrala supermassiva svarta hål och dessa svarta hål är kända för att vara de främsta drivkrafterna för Active Galactic Nuclei (AGN). En AGN är i första hand ett supermassivt svart hål som samlar upp materia från det omgivande mediet, och driver ut en del av det ansamlade materialet tillbaka in i det interstellära mediet i form av högenergiska utflöden.

Utflödena från AGN kan värma gasen och därigenom förhindra att gasen svalnar och kondenserar till stjärnor. I massiva galaxer sker ansamlingen av gas till det supermassiva svarta hålet främst genom kall, molekylär gas som strömmar inåt längs filament eller strömmar från stora avstånd i galaxen.

De heta AGN-utflödena kan störa och förstöra de inkommande filamenten och därigenom strypa bränsletillförseln till det centrala svarta hålet och orsaka en minskning av stjärnbildningshastigheten.

Även om observationer har visat att sådana centrala inflöden av kall molekylär gas existerar, har effekten av de centrala AGN-utflödena för att stänga av dessa inflöden inte direkt setts hittills.

I detta arbete undersökte forskarna samspelet mellan inflöden och utflöden genom att utföra högupplösta tredimensionella magneto-hydrodynamiska simuleringar av en massiv, roterande galax som innehåller en central SMBH.

De fann att de heta AGN-utflödena verkligen kan störa och förstöra de inkommande kalla inflödena. Vidare visade simuleringarna att inflödena kan fortsätta att penetrera djupt mot det svarta hålet endast genom täta gasmiljöer som skyddar inflödena från den destruktiva påverkan av utflödena.

Forskarna drar slutsatsen att i närvaro av heta, centrala AGN-utflöden, kan kall gasinflöde mot centrala SMBH upprätthållas endast i de täta områdena av galaxen. Eftersom det mesta av gasen i massiva galaxer finns i trådformade lågdensitetsregioner utanför de täta cirkumnukleära områdena, kan inflödesavstängningen på grund av AGN-utflöden avsevärt minska mängden gas tillgänglig för stjärnbildning i dessa galaxer.