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¿Los agujeros negros supermasivos acaban prematuramente con la formación estelar en algunas galaxias?

Algunas galaxias, como la Vía Láctea, han mantenido una formación estelar regular durante miles de millones de años. Otras, como las grandes galaxias elípticas, son «rojas y muertas». La formación de estrellas en estas galaxias se detuvo hace mucho tiempo. Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo la nefasta influencia de los agujeros negros supermasivos, y una nueva investigación ha encontrado evidencia convincente.

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Kei Ito en SOKENDAI (la Universidad de Graduados para Estudios Avanzados) en Japón realizó un censo de galaxias de 9.500 a 12.500 millones de años. Tomaron sus datos del catálogo Cosmic Evolution Survey (COSMOS), que combina datos de muchos telescopios de clase mundial, incluido el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array y el Telescopio Subaru. COSMOS consolida datos de radio, infrarrojos, visibles y de rayos X en un catálogo completo de más de cien mil galaxias en el universo. El equipo de investigación informó sus hallazgos en un artículo reciente publicado en The Astrophysical Journal.

El equipo comenzó usando longitudes de onda visibles e infrarrojas para clasificar sus galaxias en dos grupos. un grupo tenia formación estelar en curso, mientras que el otro grupo terminó la formación estelar. Luego utilizaron observaciones de radio y rayos X para determinar si las galaxias albergaban un agujero negro supermasivo activo.

La emisión de radio y rayos X de cada galaxia individual era demasiado débil para ser estudiada de forma aislada. Entonces, en cambio, los astrónomos combinaron observaciones de muchas galaxias, dando una idea de cómo se comportó la galaxia «promedio» en cada grupo. Descubrieron que en las galaxias muertas, la cantidad de emisiones de radio y rayos X era demasiado grande para ser contabilizada solo por las estrellas.

Un estudio de galaxias para determinar si los agujeros negros supermasivos realmente detienen la formación de estrellas.
La región de estudio de COSMOS rodeada de imágenes de galaxias utilizadas en este estudio. En estas galaxias, la formación estelar cesó hace unos 10.000 millones de años. (Imágenes compuestas de 3 colores falsos que combinan datos del Telescopio Subaru y VISTA) (Crédito: NAOJ)

Para los astrónomos, esto sugería que los agujeros negros supermasivos estaban activos en galaxias muertas. Cuando los agujeros negros se vuelven demasiado activos, arrojan enormes cantidades de energía a sus galaxias anfitrionas. Hace que el gas de las galaxias se caliente demasiado, ralentizar la formación de estrellas. En algunos casos, los agujeros negros pueden expulsar tanta materia de las galaxias que la formación de estrellas se detiene por completo.

Esta investigación sugiere que algo abrupto les sucedió a las galaxias del universo primitivo. Las galaxias de la era repentinamente descubrieron que sus agujeros negros centrales explotaban, matando la formación de estrellas en poblaciones enteras de galaxias, mucho antes de la era actual. Se necesitarán investigaciones futuras para comprender exactamente qué sucedió.

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