Bão hố đen khổng lồ này được xem là trường hợp sớm nhất được quan sát thấy từ trước tới nay và là tín hiệu cho thấy các hố đen khổng lồ ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của các thiên hà từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ.
Tâm của nhiều thiên hà lớn thường có một hố đen siêu khối lượng (hay hố đen siêu trọng, hố đen siêu nặng) có khối lượng gấp hàng triệu đến hàng tỉ lần Mặt trời. Điều thú vị là khối lượng của hố đen gần đúng tỉ lệ với khối lượng của vùng trung tâm (tức chỗ phình ra) của thiên hà trong vũ trụ.
Thoạt tiên, điều này có vẻ hiển nhiên nhưng thực ra lại rất kỳ lạ. Nguyên nhân là do kích thước của các thiên hà và hố đen chênh lệch nhau về độ sáng biểu kiến khoảng 10 bậc.
Các nhà thiên văn học tin rằng, các thiên hà và hố đen lớn lên và tiến hóa cùng nhau thông qua một số loại tương tác vật lý.
Một cơn gió thiên hà có thể tạo ra loại tương tác vật lý này giữa các hố đen và các thiên hà. Một hố đen siêu khối lượng nuốt chửng một lượng lớn vật chất. Khi vật chất đó bắt đầu chuyển động với tốc độ cao do lực hấp dẫn của hố đen, nó phát ra năng lượng cực mạnh có thể đẩy vật chất xung quanh ra bên ngoài. Đây là cách gió thiên hà hình thành.
"Câu hỏi đặt ra là khi nào những cơn gió thiên hà xuất hiện trong vũ trụ? Đây là một câu hỏi quan trọng vì liên quan đến một vấn đề quan trọng trong thiên văn học: Các thiên hà và hố đen siêu khối lượng đã biến đổi như thế nào?” - Takuma Izumi, tác giả chính của nghiên cứu, nhà nghiên cứu tại Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản (NAOJ) cho biết.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu dùng kính thiên văn Subaru của NAOJ để tìm các hố đen siêu khối lượng. Nhờ khả năng quan sát trường rộng, nhóm đã tìm thấy hơn 100 thiên hà có hố đen siêu khối lượng trong vũ trụ hơn 13 tỉ năm trước.
Sau đó, nhóm nghiên cứu dùng thiết bị có độ nhạy cao của đài thiên văn ALMA ở Chile để điều tra chuyển động khí trong các thiên hà chủ của hố đen. ALMA đã quan sát thiên hà HSC J124353.93 + 010038.5 (gọi là J1243 + 0100) mà kính viễn vọng Subaru phát hiện. ALMA bắt được sóng vô tuyến do bụi và các ion carbon trong thiên hà phát ra.
Phân tích chi tiết dữ liệu ALMA cho thấy có một dòng khí tốc độ cao di chuyển với tốc độ 500km/ giây trong J1243 + 0100. Dòng khí này có đủ năng lượng để đẩy vật chất sao trong thiên hà đi và khiến hoạt động hình thành sao ngừng lại.
Luồng khí mà nghiên cứu này phát hiện ra thực sự là một cơn gió thiên hà và là ví dụ lâu đời nhất từng được quan sát thấy về một thiên hà có cơn gió khổng lồ kích thước như thiên hà. Kỷ lục này từng thuộc về một thiên hà khoảng 13 tỉ năm trước. Do đó, phát hiện mới lùi mốc phát hiện bão khổng lồ từ hố đen lại thêm 100 triệu năm nữa.
Nhóm cũng đo chuyển động của khí tĩnh trong J1243 + 0100 và ước tính khối lượng chỗ phình ra của thiên hà dựa trên sự cân bằng hấp dẫn là khoảng 30 tỉ lần so với Mặt trời. Khối lượng hố đen siêu khối lượng của thiên hà được ước tính bằng một phương pháp khác cho kết quả bằng khoảng 1% khối lượng kể trên.
Tỉ lệ khối lượng của phần phình ra của thiên hà với hố đen siêu khối lượng trong thiên hà này gần giống với tỉ lệ khối lượng của hố đen so với thiên hà trong vũ trụ hiện đại. Điều này chỉ ra rằng, hệ số tiến hóa của các hố đen siêu khối lượng và thiên hà đã xảy ra từ chưa đầy một tỉ năm sau khi vũ trụ ra đời.