Come lo studio dei getti dei nuclei galattici attivi ci aiuta a capire l'evoluzione delle galassie e perché è importante?

I nuclei galattici attivi sono importanti perché sono una fonte di quello che chiamiamo "feedback". Il "feedback" in una galassia è qualsiasi processo che riscalda o disturba il gas, e quindi rallenta la formazione di stelle - il gas caldo turbolento collasserà in stelle molto più lentamente del gas freddo stazionario.

Ecco un grafico che mostra l'importanza del feedback:

l'asse x è la massa di una galassia, e l'asse y è la densità numerica delle galassie con quella massa. La linea tratteggiata è la massa totale della galassia, compresa la materia oscura, mentre le croci sono le masse stellari delle galassie - la quantità di massa solo nelle stelle.

Quello che possiamo vedere qui è che la frazione di massa in stelle è molto più bassa della massa totale della galassia per galassie molto piccole (parte sinistra del grafico), e per galassie molto grandi (lato destro), ma nel mezzo c'è un punto dolce dove le stelle si formano in modo abbastanza efficiente (proprio intorno a dove è la nostra Via Lattea).

Quello che sospettiamo stia accadendo è che le piccole galassie non sono molto brave a trattenere il loro gas, e così le supernovae e il riscaldamento delle stelle tendono a soffiare fuori il gas e a fermare la formazione delle stelle. Questo è il feedback stellare o feedback di supernova. Nel frattempo, le galassie più grandi hanno grandi e potenti nuclei galattici attivi, e anche questo riscalda il gas e lo fa uscire dalla galassia. Questo è il feedback AGN.

Tuttavia, questo non è ancora un problema risolto. Il feedback stellare avviene su scale molto piccole rispetto alle dimensioni di una galassia, e stiamo solo iniziando a risolvere decentemente questo problema nelle simulazioni. Stiamo ancora cercando di determinare come e in che misura le stelle e le supernovae producono "feedback" e rallentano la formazione stellare.

Ma per gli AGN, è ancora meno chiaro. L'energia di un AGN proviene da un singolo oggetto molto piccolo (in raggio), il buco nero supermassiccio e il suo disco di accrescimento, e sono spesso oscurati dalla polvere così che non possiamo vederli direttamente in molte lunghezze d'onda. È molto difficile modellare come questo interagisca con il gas che lo circonda, e siamo ancora nel processo di determinare quali effetti questo abbia sul tasso di formazione stellare della galassia (cioè che tipo di feedback si ottiene). La saggezza tradizionale è stata che riscalda il gas e rallenta la formazione stellare, ma ci sono prove che potrebbe non avere alcun effetto importante sul tasso di formazione stellare - potrebbe semplicemente riscaldare il gas centrale, e spingere la formazione stellare verso un raggio più lontano piuttosto che spegnerla o rallentarla.

Quindi AGN e getti AGN sono super importanti! Potrebbero avere un effetto enorme sulla formazione stellare nelle galassie, ma poiché sono così difficili da studiare, dobbiamo ancora fare molto lavoro per avere un consenso su quale sia questo effetto.