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Una nueva investigación muestra que los quásares pueden estar enterrados en sus galaxias anfitrionas

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Ilustración artística del espeso toroide de polvo que se cree rodea a los agujeros negros supermasivos y sus discos de acreción. [ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC)] Crédito: Universidad de Durham

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Ilustración artística del espeso toroide de polvo que se cree rodea a los agujeros negros supermasivos y sus discos de acreción. [ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC)] Crédito: Universidad de Durham

Un nuevo estudio revela que los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, conocidos como quásares, a veces pueden quedar oscurecidos por densas nubes de gas y polvo en sus galaxias anfitrionas.

Esto desafía la idea predominante de que los quásares simplemente están oscurecidos por anillos de polvo en forma de rosquilla en las proximidades del agujero negro.

Los cuásares son objetos extremadamente brillantes impulsados ​​por agujeros negros que se atiborran del material circundante. Su poderosa radiación puede bloquearse si espesas nubes se interponen entre nosotros y el quásar.

Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que este material oscurecedor sólo existe cerca del quásar, en un “toro polvoriento” (o rosquilla) que lo rodea.

Ahora, un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Durham ha encontrado evidencia de que, en algunos quásares, el oscurecimiento es causado enteramente por la galaxia anfitriona donde reside el quásar.

Utilizando el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), en Chile, observaron una muestra de cuásares muy polvorientos con intensas tasas de formación estelar.

Descubrieron que muchos de estos quásares viven en galaxias muy compactas, conocidas como “galaxias con estallido estelar”, de no más de 3.000 años luz de diámetro.

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Estas galaxias estelares pueden formar más de 1.000 estrellas similares al Sol al año.

Ilustración de fuentes de oscurecimiento. Las nubes anaranjadas representan el polvo y el gas cerca del agujero negro central, y las nubes azules con estrellas representan el polvo y el gas en la galaxia que forma las estrellas. El gradiente azul representa la cantidad de gas y polvo en la galaxia, desde pequeñas (transparentes) hasta grandes (opacas) cantidades de gas y polvo. Crédito: Universidad de Durham

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Ilustración de fuentes de oscurecimiento. Las nubes anaranjadas representan el polvo y el gas cerca del agujero negro central, y las nubes azules con estrellas representan el polvo y el gas en la galaxia que forma las estrellas. El gradiente azul representa la cantidad de gas y polvo en la galaxia, desde pequeñas (transparentes) hasta grandes (opacas) cantidades de gas y polvo. Crédito: Universidad de Durham

Para formar una cantidad tan grande de estrellas, la galaxia necesita una enorme cantidad de gas y polvo, que son esencialmente los componentes básicos de las estrellas. En estas galaxias, las nubes de gas y polvo generadas por la rápida formación estelar pueden acumularse y ocultar completamente el quásar.

El estudio completo fue publicado en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (MNRAS). La autora principal del estudio, Carolina Andonie, estudiante de doctorado en el Centro de Astronomía Extragaláctica de la Universidad de Durham, dijo: «Es como si el cuásar estuviera enterrado en su galaxia anfitriona.

“En algunos casos, la galaxia circundante está tan llena de gas y polvo que ni siquiera los rayos X pueden escapar.

“Siempre pensamos que la rosquilla polvorienta alrededor del agujero negro era lo único que ocultaba el quásar.

“Ahora nos damos cuenta de que toda la galaxia puede participar.

«Este fenómeno sólo parece ocurrir cuando el cuásar está experimentando un intenso crecimiento acelerado».

El equipo estima que en aproximadamente el 10-30% de los quásares de formación estelar muy rápida, la galaxia anfitriona es la única responsable de oscurecer el quásar.

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Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre el vínculo entre el crecimiento de las galaxias y la actividad de los agujeros negros.

Los quásares oscurecidos pueden representar una etapa evolutiva temprana en la que las galaxias jóvenes son ricas en gas frío y polvo, lo que alimenta altas tasas de formación de estrellas y crecimiento de agujeros negros.

El coautor del estudio, el profesor David Alexander, de la Universidad de Durham, dijo: «Es una fase de evolución turbulenta y confusa, cuando el gas y las estrellas chocan y se agrupan en el centro de la galaxia. La lucha cósmica por el alimento involucra al cuásar bebé en su capullo natal de polvo.»

Descubrir estos quásares enterrados ayudará a los científicos a comprender la conexión entre las galaxias y los agujeros negros supermasivos en sus corazones.

Mas informaciones:
Carolina Andonie et al, Oscurecimiento más allá del núcleo: los quásares infrarrojos pueden quedar enterrados en explosiones estelares extremadamente compactas, MNRAS (2023). Acerca de arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2310.02330

Información del diario:
Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society


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