Las galaxias moribundas del universo primitivo podrían ser eliminadas por sus agujeros negros supermasivos

La Vía Láctea no es muy activa en lo que a galaxias se refiere. Cada año, produce alrededor de tres o cuatro soles de nuevas estrellas a lo largo de su cuerpo espiral, y se pueden encontrar estrellas de todas las edades dispersas a lo largo y ancho.

Pero hay algunas galaxias aún más tranquilas: galaxias elípticas, para la cual la mayor parte de la formación de estrellas ha cesado hace mucho tiempo. En estas galaxias, se pueden encontrar muy pocas estrellas menores de cierta edad, lo que sugiere que en algún momento la formación de estrellas se detuvo abruptamente, dejando que la galaxia parpadeara lentamente a través de los eones, estrella por estrella.

Exactamente cómo se apaga la formación de estrellas en estas galaxias suaves y casi sin rasgos distintivos es un misterio, pero los astrónomos creen que tiene algo que ver con el supermasivo. agujeros negros encuentra en el centro de todas las galaxias. Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Kei Ito de la Universidad de Graduados de Estudios Avanzados, SOKENDAI en Japón, ha examinado el Universo primitivo para averiguar si este es el caso.

Usando algunos de los telescopios más potentes del mundo, recopilaron datos en varias longitudes de onda de luz para identificar galaxias cuya luz viajó entre 9.500 millones y 12.500 millones de años a través del golfo del espacio-tiempo: galaxias antiguas como las galaxias elípticas más cercanas a nosotros en el espacio. y el tiempo, para quienes la formación estelar está a punto de extinguirse.

El primer paso fue utilizar datos ópticos e infrarrojos para identificar galaxias en las que la formación estelar está en curso y aquellas en las que la formación estelar ha cesado.

El siguiente paso fue utilizar datos de rayos X y radio para identificar la actividad de los agujeros negros supermasivos. Este es el mecanismo por el cual los astrónomos creen que la formación estelar puede extinguirse. Cuando un agujero negro supermasivo está activo, devora grandes cantidades de materia del espacio que lo rodea. Este proceso es desordenado, violento y produce lo que se conoce colectivamente como «retroalimentación».

Todos sabemos que nada puede emerger más allá del horizonte de eventos de un agujero negro, pero el espacio que lo rodea es un asunto diferente. El material se arremolina alrededor del agujero negro, como el agua que fluye por un desagüe; La gravedad y la fricción generan una intensa radiación que incendia el Universo.

Otra forma de retroalimentación toma la forma de chorros que explotan desde las regiones polares del agujero negro. Se cree que el material fuera del horizonte de eventos es acelerado a lo largo del campo magnético externo del agujero negro, para ser lanzado desde los polos como poderosos chorros de plasma enfocados que viajan a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz.

Finalmente, los agujeros negros supermasivos activos generan vientos intensos que barren tus galaxias. Se cree que las tres formas de retroalimentación (radiación, chorros y vientos) calientan y alejan el gas molecular frío necesario para la formación de estrellas bebés.

A distancias tan grandes, las galaxias son mucho más difíciles de ver; son muy pequeños y muy débiles desde nuestro punto de vista en el aquí y ahora. Así que los investigadores tuvieron que ‘apilar’ las galaxias para enfatizar la luz de radio y los rayos X que son los signos reveladores de un agujero negro supermasivo activo hace todos estos miles de millones de años.

Pero funcionó; el equipo encontró un «exceso» de rayos X y señales de radio demasiado fuertes para ser explicadas solo por estrellas en galaxias con poca o ninguna formación estelar. La mejor explicación para esta señal es un agujero negro supermasivo activo. Además, la señal no fue tan pronunciada en galaxias con formación estelar en curso.

Esto sugiere, concluyeron los investigadores, que es muy plausible que un agujero negro supermasivo activo jugara un papel en las muertes abruptas de estas misteriosas y fantasmales galaxias.

La investigación futura, dijeron, podría ayudar a arrojar luz sobre la física detallada de este misterioso proceso.

La investigación fue publicada en El diario astrofísico.

Crédito de la imagen de portada: NASA, ESA y The Hubble Heritage Team/STScI/AURA; J. Blakeslee/Universidad Estatal de Washington.