El Telescopio Espacial James Webb Revela Nuevas Sorpresas Sobre Las Moléculas Orgánicas En La Galaxia Cerca De Los Agujeros Negros

La investigación dirigida por la Universidad de Oxford es la primera de su tipo en estudiar pequeñas moléculas de polvo en la región nuclear de las galaxias activas utilizando las primeras observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST). El estudio es el primer documento dirigido por el Reino Unido que utiliza datos espectroscópicos del Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de JWST y aborda uno de los mayores desafíos de la astrofísica moderna: comprender cómo se forman y evolucionan las galaxias.

Diminutas moléculas de polvo llamadas hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) se encuentran entre las moléculas orgánicas más comunes en el universo y son importantes herramientas astronómicas. Por ejemplo, se consideran componentes básicos de los compuestos prebióticos, que pueden haber jugado un papel clave en el origen de la vida. Las moléculas de PAH producen bandas de emisión extremadamente brillantes en la región infrarroja cuando son iluminadas por estrellaspermitiendo a los astrónomos no solo rastrear la actividad de formación de estrellas, sino también usarlas como barómetros sensibles de las condiciones físicas locales.

Este nuevo análisis, dirigido por el Dr. Ismael García-Bernete del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, utilizó los instrumentos de última generación de JWST para caracterizar, por primera vez, las propiedades de los PAH en la región nuclear de tres luminosos activos sustancias galaxias. El estudio se basó en datos espectroscópicos del MIRI de JWST, que mide específicamente la luz en el rango de longitud de onda de 5 a 28 micrones. Luego, los investigadores compararon las observaciones con las predicciones teóricas para estas moléculas.

Sorprendentemente, los resultados anularon los de estudios previos que habían predicho que las moléculas de PAH serían destruidas cerca del agujero negro en el centro de una galaxia activa. En cambio, el análisis reveló que las moléculas de PAH en realidad pueden sobrevivir en esta región, incluso donde los fotones de alta energía podrían potencialmente desgarrarlas. Una razón potencial podría ser que las moléculas están protegidas por grandes cantidades de gas molecular en la región nuclear.

Sin embargo, incluso donde sobrevivieron las moléculas de PAH, los resultados mostraron que la agujeros negros supermasivos en el corazón de las galaxias ha tenido un impacto significativo en sus propiedades. En particular, la proporción de moléculas más grandes y neutras se volvió más importante, lo que indica que las moléculas de PAH cargadas más pequeñas y más frágiles pueden haber sido destruidas. Esto limita severamente el uso de estas moléculas PAH para probar qué tan rápido una galaxia activa hace nuevas estrellas.

“Esta investigación es de gran interés para la comunidad astronómica en general, especialmente para aquellos que se centran en la formación de estrellas y planetas en las galaxias más distantes y débiles”, dijo el Dr. García-Bernete. . “Es sorprendente pensar que podemos observar moléculas de PAH en la región nuclear de una galaxia y el siguiente paso es analizar una muestra más grande de galaxias activas con diferentes propiedades. Esto nos permitirá comprender mejor cómo sobreviven las moléculas de PAH y cuáles son sus propiedades específicas en la región nuclear. Tal conocimiento es esencial para usar los PAH como una herramienta precisa para caracterizar la cantidad de formación de estrellas en las galaxias y, por lo tanto, cómo evolucionan las galaxias con el tiempo.

El estudio se publica en Astronomía y astrofísica.