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Las galaxias moribundas en el universo antiguo podrían ser eliminadas por sus agujeros negros supermasivos

La galaxia de la Vía Láctea no es muy activa, en lo que respecta a las galaxias. Cada año produce alrededor de tres o cuatro soles de nuevas estrellas en todo su cuerpo espiral, y se pueden encontrar estrellas de todas las edades salpicadas por todas partes.

Pero todavía hay galaxias más tranquilas: galaxias elípticas, para la cual la mayor parte de la formación de estrellas ha cesado hace mucho tiempo. En estas galaxias, ninguna o muy pocas estrellas se pueden encontrar menores de cierta edad, lo que sugiere que en algún momento la formación de estrellas cesó abruptamente, dejando que la galaxia se extinguiera lentamente a lo largo 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 cada galaxia. Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Kei Ito de la Universidad de Graduados de Estudios Avanzados, SOKENDAI en Japón, ha estado observando el universo primitivo para averiguar si ese es el caso.

Usando algunos de los telescopios más poderosos del mundo, recopilaron datos en múltiples longitudes de onda de luz para identificar galaxias cuya luz ha viajado entre 9.500 y 12.500 millones de años a través del Golfo del espacio-tiempo: galaxias antiguas como esas galaxias elípticas más cercanas a nosotros en el espacio. y el tiempo, para el cual la formación de estrellas está a punto de ser extinguida.

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

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

Todos sabemos que nada puede emerger más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro, pero el espacio que lo rodea es otro asunto. La materia se arremolina alrededor del agujero negro, como el agua alrededor de un desagüe; la gravedad y la fricción generan una intensa radiación que atraviesa el Universo.

Otra forma de retroalimentación toma la forma de chorros de las regiones polares del agujero negro. Se cree que la materia fuera del horizonte de sucesos es acelerada a lo largo del campo magnético exterior del agujero negro, para ser lanzada desde los polos como poderosos chorros de plasma enfocados que se mueven a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz.

Finalmente, los agujeros negros supermasivos activos generan vientos intensos barriendo sus galaxias. Se cree que las tres formas de retroalimentación (radiación, chorros y vientos) calientan y repelen el gas molecular frío necesario para formar estrellas bebés.

En distancias tan grandes, las galaxias son mucho más difíciles de ver; son muy pequeños y muy débiles, desde nuestro punto de vista aquí y ahora. Por lo tanto, los investigadores tuvieron que «apilar» las galaxias para mostrar la luz de radio y rayos X que son los signos reveladores de un agujero negro supermasivo activo hace miles de millones de años.

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Pero funcionó; el equipo encontró un «exceso» de rayos X y una señal de radio demasiado fuerte para ser explicada 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 las galaxias donde se estaba formando una estrella.

Esto sugiere, concluyeron los investigadores, que es muy plausible que un agujero negro supermasivo activo desempeñara un papel en la repentina desaparición de estas misteriosas galaxias fantasmales.

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

La investigación ha sido publicada en El diario astrofísico.

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