De nouvelles simulations réalisées par des chercheurs de l'Institut Max Planck d'astrophysique suggèrent que les trous noirs supermassifs (SMBH) situés au centre des galaxies massives peuvent éteindre la formation d'étoiles dans leurs galaxies hôtes en empêchant le gaz froid formant des étoiles de s'accumuler dans les régions centrales.
Les galaxies massives de notre Univers contiennent des trous noirs supermassifs centraux et ces trous noirs sont connus pour être les principaux moteurs des noyaux galactiques actifs (AGN). Un AGN est avant tout un trou noir supermassif qui accumule la matière du milieu environnant et expulse une partie de la matière accrétée dans le milieu interstellaire sous la forme de flux hautement énergétiques.
Les sorties de l'AGN peuvent chauffer le gaz et ainsi empêcher le gaz de se refroidir et de se condenser en étoiles. Dans les galaxies massives, l'accrétion de gaz sur le trou noir supermassif se produit principalement par le biais de gaz moléculaires froids qui s'écoulent vers l'intérieur le long de filaments ou de ruisseaux à de grandes distances dans la galaxie.
Les flux chauds d'AGN peuvent perturber et détruire les filaments entrants, étouffant ainsi l'alimentation en carburant du trou noir central et provoquant une diminution du taux de formation d'étoiles.
Bien que des observations aient montré l’existence de tels afflux centraux de gaz moléculaire froid, l’impact des sorties centrales d’AGN sur l’arrêt de ces afflux n’a pas été directement observé jusqu’à présent.
Dans ce travail, les chercheurs ont étudié l’interaction entre les flux entrants et sortants en effectuant des simulations magnéto-hydrodynamiques tridimensionnelles à haute résolution d’une galaxie massive en rotation contenant un SMBH central.
Ils ont découvert que les flux chauds d’AGN peuvent en effet perturber et détruire les flux froids entrants. De plus, les simulations ont montré que les flux entrants ne peuvent continuer à pénétrer profondément vers le trou noir qu’à travers des environnements gazeux denses qui protègent les flux entrants de l’impact destructeur des flux sortants.
Les chercheurs concluent qu’en présence d’écoulements chauds et centraux d’AGN, les afflux de gaz froids vers le SMBH central ne peuvent être maintenus que dans les régions denses de la galaxie. Étant donné que la majeure partie du gaz dans les galaxies massives réside dans des régions filamenteuses de faible densité en dehors des régions circumnucléaires denses, l'arrêt des flux entrants dû aux sorties d'AGN peut réduire considérablement la quantité de gaz disponible pour la formation d'étoiles dans ces galaxies.
