Los chorros de alta energía hacen el trabajo sucio de los agujeros negros

Jeanna Bryner
Space.com
Traducción de Ciencia Kanija
04/06/08

Los mayores agujeros negros del universo se sabe que devoran cualquier cosa que esté a su alcance. Ahora los astrofísicos han encontrado que algunos de los más masivos de estos desagües usan chorros de energía para impedir la formación de estrellas cercanas.

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Las conclusiones, presentadas en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana (AAS), resuelve un antiguo problema de los modelos de formación galáctica.

“El problema es que cuando ejecutas esos modelos y los comparas con las observaciones, lo que te encuentras es que los modelos predicen más masa estelar en galaxias de baja masa que en las galaxias más masivas”, dice el investigador Sugata Kaviraj, astrofísico en la Universidad de Oxford en England. “Hay demasiadas estrellas”.

Para hacer que estos modelos encajen con las observaciones, los astrónomos han confiado dos previamente en dos medios para saciar la formación estelar.

En las galaxias menos masivas, las estrellas en explosión se suman como invitado no deseado, emitiendo suficiente energía para dispersar las nubes de gas compactas que alimentan la formación estelar.

Cuando una galaxia aumenta hasta el equivalente a 10 mil millones de soles, sin embargo, las supernovas no tienen la suficiente energía para dispersar el gas de formación estelar. Cuando la masa de la galaxia se incrementa, el tirón gravitatorio que se realiza sobre el gas también se eleva, haciendo más difícil hacer que este gas se encendiera. Y también los teóricos imaginaron que en las galaxias mayores, los agujeros negros supermasivos, que se piensa que están en el centro de la mayoría de galaxias, podrían tomar el mando y evitar la formación estelar.

Cuando el gas cae en el tirón gravitatorio de un agujero negro supermasivo, la energía se emite en forma de un par de chorros similares a un láser desde los extremos del agujero negro. Estos agujeros negros, llamados núcleos galácticos activos (AGN), tienen suficiente energía para alimentar 10 mil millones de estrellas como nuestro Sol. También pueden dispersar el gas de las galaxias masivas, según sugiere la teoría.

“El problema es que la gente usaba estas prescripciones de supernovas y AGN para hacer encajar los modelos y las observaciones”, dijo Kaviraj a SPACE.com. “No obstante, no había pruebas de que en realidad era así como funcionaba la naturaleza”.

Para fijar las pruebas, Kaviraj y sus colegas observaron al nivel de extinción estelar que tiene lugar en las conocidas como galaxias post-estallido estelar, las cuales muestran evidencias de una reciente formación estelar (menos de mil millones de años) que se detuvo abruptamente. Usaron daros ultravioleta recopilados por el telescopio espacial orbital, Explorador de Evolución Galáctica de la NASA, e imágenes ópticas del Estudio Digital del Cielo Sloan.

El equipo estudió la relación entre la masa de las galaxias y en índice de apagado estelar, lo cual en términos simples indica el número de estrellas extinguidas en un cierto periodo de tiempo. Si las supernovas fuesen el único medio de dispersar el gas, Kaviraj esperaría que el índice de apagado decrementase conforme aumenta la masa de la galaxia.

Y aquí está lo que encontraron los astrónomos para galaxias por debajo de 10 mil millones de masas solares. Por encima de este peso, encontraron lo contrario: Cuando la masa se incrementa, la apagado estelar también aumenta drásticamente.

Kaviraj dijo que estas observaciones apoyan la explicación de los chorros de AGN en la mayoría de las galaxias masivas. Una vez las galaxias crecen aproximadamente por encima de las 10 mil millones de masas solares, cuando las supernovas no pueden dispersar el gas, los agujeros negros supermasivos activos toman el mando. Los potentes chorros de los agujeros negros deben dispersar el gas, al menos en las galaxias post-estallido estelar estudiadas, dijo.

Los astrónomos también han encontrado que las galaxias que pesan más de 10 mil millones de soles es más probable que tengan AGN que las más ligeras.

Aunque los actuales resultados están basados en las galaxias cercanas, los investigadores esperan ampliar el ámbito del trabajo incluyendo las galaxias más lejanas que datan de la época de pico de formación estelar hace aproximadamente 10 mil millones de años, cuando el universo tenía apenas un 25 por ciento de su edad actual.