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Los 'géiseres rojos' son la causa de que las galaxias dejen de formar estrellas

Agujeros negros supermasivos provocan intensos vientos interestelares que calientan el gas y evitan que se condense


Científicos de Japón y Reino Unido han descubierto un fenómeno llamado 'géiseres rojos', muy común en las galaxias, y que podría ser la causa de que muchas de ellas permanezcan inertes mucho tiempo. Consiste en que las galaxias albergan agujeros negros supermasivos de baja energía que impulsan intensos vientos interestelares, que suprimen la formación de estrellas calentando el gas ambiental de las galaxias y evitando que se enfríe y se condense.





Impresión artística de las galaxias Akira (dcha.) y Tetsuo (izda.) en acción. La gravedad de Akira tira del gas de Tetsuo hacia su agujero negro central supermasivo, alimentando vientos capaces de calentar el gas de Akira. Fuente: Kavli IPMU.
Impresión artística de las galaxias Akira (dcha.) y Tetsuo (izda.) en acción. La gravedad de Akira tira del gas de Tetsuo hacia su agujero negro central supermasivo, alimentando vientos capaces de calentar el gas de Akira. Fuente: Kavli IPMU.
Las galaxias comienzan su existencia como galaxias espirales animadas y coloridas, llenas de gas y polvo, y formando activamente brillantes nuevas estrellas. Sin embargo, a medida que evolucionan, su formación de estrellas se mitiga y se convierten en desiertos sin rasgos distintivos, desprovistos de nuevas estrellas, y en general permanecen así durante el resto de su evolución. Pero el mecanismo que produce esta dramática transformación y mantiene apagadas las galaxias es uno de los mayores misterios no resueltos de la evolución de las mismas.

Ahora, gracias al nuevo sondeo de galaxias SDSS-IV Manga, un esfuerzo colaborativo dirigido por la Universidad de Tokio (Japón) y la participación de la Universidad de Oxford (Reino Unido), se ha descubierto un nuevo fenómeno sorprendentemente común en las galaxias, conocido como géiseres rojos, que podrían explicar cómo funciona el proceso.

Los investigadores interpretan los géiseres rojos como galaxias que albergan agujeros negros supermasivos de baja energía que impulsan intensos vientos interestelares. Estos vientos suprimen la formación de estrellas calentando el gas ambiental de las galaxias y evitando que se enfríe y se condense en forma de estrellas.

La investigación se publica en la revista Nature, informa la Universidad de Oxford en una nota.

El autor principal, Edmond Cheung, del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo de la Universidad de Tokio, dice: "Las estrellas se forman a partir del gas, pero en muchas galaxias no se encontraron estrellas en formación a pesar de haber una gran cantidad de gas. Era como tener desiertos en regiones densamente nubosas. Sabíamos que las galaxias en reposo necesitan algún mecanismo para suprimir la formación de estrellas, y ahora creemos que el fenómeno de los géiseres rojos puede ser la manera que tienen las galaxias en reposo para mantenerse así".

"Las estrellas se forman a partir del gas, un poco como las gotas de lluvia se condensan a partir del vapor de agua. Y en ambos casos es necesario que el gas se enfríe, para que se produzca condensación. Pero no podíamos entender lo que estaba impidiendo que se produjera este enfriamiento en muchas galaxias", dice el co-autor Michele Cappellari, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford. "Pero cuando modelamos el movimiento del gas en los géiseres rojos, encontramos que el gas estaba siendo empujado lejos del centro de la galaxia, y escapaba de la atracción gravitatoria de la galaxia."

Sondeo

"El descubrimiento fue posible gracias a la increíble potencia del sondeo galáctico MaNGA", dice Kevin Bundy, de la Universidad de Tokio, líder global de la colaboración. "La encuesta nos permite observar galaxias en tres dimensiones, cartografiando no sólo la forma en que aparecen en el cielo, sino también cómo se mueven dentro de ellas sus estrellas y su gas".

Usando una galaxia distante casi inactiva llamado Akira como ejemplo prototípico, los investigadores describen cómo es probable que se origine en el núcleo galáctico de Akira el mecanismo de accionamiento del viento. La energía originada en el núcleo, impulsada por un agujero negro supermasivo, es capaz de producir el viento, que a su vez contiene suficiente energía mecánica para calentar el ambiente, refrigerando el gas de la galaxia y suprimiendo así la formación de estrellas.

El color rojo de los géiseres se debe a la falta de estrellas jóvenes azules. Este fenómeno parece sorprendentemente común y podría ser aplicable en general a todas las galaxias en reposo.

Referencia bibliográfica:

Edmond Cheung et al.: Suppressing star formation in quiescent galaxies with supermassive black hole winds. Nature (2016). DOI:10.1038/nature18006.


Jueves, 26 de Mayo 2016
Universidad de Oxford/T21
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