Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para observar uma galáxia ativa com um forte fluxo de gás ionizado do centro da galáxia, uma equipe liderada pelo Dr. Yoshiki Toba do Instituto Sinica de Astronomia e Astrofísica da Academia (ASIAA, Taiwan) obteve um resultado que deixa os astrônomos ainda mais confusos - a equipe detectou claramente o gás monóxido de carbono (CO) que está associado ao disco galáctico, ainda assim, eles também descobriram que o gás CO que se estabelece na galáxia não é afetado pelo forte fluxo de gás ionizado lançado do centro galáctico.

De acordo com um cenário popular que explica a formação e evolução de galáxias e buracos negros supermassivos, a radiação dos centros galácticos - onde se localizam os buracos negros supermassivos - pode influenciar significativamente o gás molecular (como o CO) e as atividades de formação de estrelas das galáxias. Com um resultado do ALMA mostrando que o fluxo de gás ionizado conduzido pelo buraco negro supermassivo não afeta necessariamente sua galáxia hospedeira, "tornou a coevolução de galáxias e buracos negros supermassivos mais intrigante, "Yoshiki explica, "o próximo passo é examinar mais dados desse tipo de galáxias. Isso é crucial para entender o quadro completo da formação e evolução das galáxias e dos buracos negros supermassivos."

Respondendo à pergunta "Como as galáxias se formaram e evoluíram durante a história de 13,8 bilhões de anos do universo?" tem sido um dos principais problemas da astronomia moderna. Estudos já revelaram que quase todas as galáxias massivas abrigam um buraco negro supermassivo em seus centros. Em descobertas recentes, estudos revelaram ainda que as massas dos buracos negros estão estreitamente correlacionadas com as de suas galáxias hospedeiras. Esta correlação sugere que buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras evoluíram juntos e interagiram intimamente enquanto crescem, também conhecida como coevolução de galáxias e buracos negros supermassivos.

O fluxo de gás impulsionado por um buraco negro supermassivo no centro da galáxia recentemente se tornou o foco de atenção, pois possivelmente está desempenhando um papel fundamental na coevolução de galáxias e buracos negros. Uma ideia amplamente aceita descreveu esse fenômeno como:a forte radiação do centro galáctico em que o buraco negro supermassivo se localiza ioniza o gás circundante e afeta até mesmo o gás molecular que é o ingrediente da formação estelar; a forte radiação ativa ou suprime a formação de estrelas das galáxias. Contudo, "nós astrônomos não entendemos a relação real entre a atividade de buracos negros supermassivos e a formação de estrelas nas galáxias, "diz Tohru Nagao, Professor da Ehime University. "Portanto, muitos astrônomos, incluindo nós, estão ansiosos para observar a cena real da interação entre o fluxo nuclear e as atividades de formação de estrelas, para revelar o mistério da co-evolução. "

A equipe se concentrou em um tipo específico de objeto chamado Galáxia Obscurecida pela Poeira (DOG), que tem uma característica proeminente:apesar de ser muito tênue na luz visível, é muito brilhante no infravermelho. (Figura 1).

Os astrônomos estão acreditando que os DOGs abrigam buracos negros supermassivos em crescimento ativo em seus núcleos. Em particular, um DOG (WISE1029 + 0501, doravante WISE1029) está vazando gás ionizado pela forte radiação de seu buraco negro supermassivo. WISE1029 é conhecido como um caso extremo em termos de vazão de gás ionizado, e este fator em particular motivou os pesquisadores a ver o que acontece com seu gás molecular.

Ao fazer uso da excelente sensibilidade do ALMA, que é excelente na investigação de propriedades de gás molecular e atividades de formação de estrelas em galáxias, a equipe conduziu sua pesquisa observando o CO e a poeira fria da galáxia WISE1029 (Figura 2). Após análise detalhada, surpreendentemente, eles descobriram, não há sinal de saída de gás molecular significativa. Além disso, a atividade de formação de estrelas não é ativada nem suprimida. Isso indica que um forte fluxo de gás ionizado lançado do buraco negro supermassivo em WISE1029 não afeta significativamente o gás molecular circundante nem a formação de estrelas.

Há muitos relatórios dizendo que o fluxo de gás ionizado impulsionado pelo poder de acreção de um buraco negro supermassivo tem um grande impacto no gás molecular circundante. Contudo, é um caso muito raro que não haja interação forte entre o gás ionizado e o molecular, como os pesquisadores estão relatando neste momento. O resultado de Yoshiki e da equipe sugere que a radiação de um buraco negro supermassivo nem sempre afeta o gás molecular e a formação de estrelas de sua galáxia hospedeira.

Embora o resultado esteja tornando a coevolução de galáxias e buracos negros supermassivos mais intrigante, Yoshiki e sua equipe estão entusiasmados em revelar a imagem completa do cenário. Ele diz, "compreender essa coevolução é crucial para a astronomia. Ao coletar dados estatísticos desse tipo de galáxias e continuar em mais observações de acompanhamento usando o ALMA, esperamos revelar a verdade. "

Esses resultados de observação foram publicados como Toba et al. "Nenhum sinal de forte saída de gás molecular em uma galáxia obscurecida por poeira brilhante infravermelha com forte saída de gás ionizado" no Astrophysical Journal em dezembro de 2017.