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Medusas galácticas alimentan a los agujeros negros supermasivos

Parte del gas, en lugar de ser eliminado, alcanza el centro de la galaxia


Observaciones de "galaxias medusa" han revelado una forma previamente desconocida de alimentar agujeros negros supermasivos. El mecanismo que produce los tentáculos de gas y estrellas recién nacidas, que dan a estas galaxias su apodo, es el mismo que hace posible que el gas llegue a las regiones centrales de las galaxias, alimentando al agujero negro que se esconde en cada una de ellas y haciendo que brillen intensamente.





Esta imagen de una de las galaxias, llamada JW206, muestra cómo la materia se extiende fuera de la galaxia en largos tentáculos. El color rojo muestra el resplandor del gas de hidrógeno ionizado, el verde el oxígeno ionizado y las regiones más blancas son donde se encuentran la mayoría de las estrellas de la galaxia. Crédito: ESO/GASP collaboration
Esta imagen de una de las galaxias, llamada JW206, muestra cómo la materia se extiende fuera de la galaxia en largos tentáculos. El color rojo muestra el resplandor del gas de hidrógeno ionizado, el verde el oxígeno ionizado y las regiones más blancas son donde se encuentran la mayoría de las estrellas de la galaxia. Crédito: ESO/GASP collaboration
Un equipo liderado por astrónomos italianos ha utilizado el instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), instalado en el Very Large Telescope (VLT) en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, para estudiar cómo las galaxias pueden ser despojadas de su gas.

Se centraron en ejemplos extremos de galaxias medusa en cúmulos de galaxias cercanos, llamadas así por los largos "tentáculos" de material que se extienden decenas de miles de años luz más allá de sus discos galácticos.

Los tentáculos de las galaxias medusa se producen en los cúmulos de galaxias por un proceso llamado “desgarro por presión dinámica” (en inglés, ram pressure stripping). Su mutua atracción gravitatoria hace que las galaxias caigan a gran velocidad en los cúmulos de galaxias, donde se encuentran con un gas caliente y denso que actúa como un potente viento, expulsando colas de gas fuera del disco de la galaxia y desencadenando brotes de formación estelar en su interior.

Se ha descubierto que seis de las siete galaxias medusa estudiadas albergan un agujero negro supermasivo en el centro que se alimenta del gas circundante. Esta proporción es inesperadamente alta (en general, entre las galaxias la proporción es inferior a una de cada diez).

Se sabe que casi todas, si no todas las galaxias, albergan un agujero negro supermasivo en su centro, entre unos pocos millones y unos cuantos miles de millones de veces tan masivos como nuestro Sol. Cuando un agujero negro atrae materia de su entorno, la materia se calienta mucho y emite energía electromagnética, dando lugar a uno de los fenómenos astrofísicos más energéticos: los núcleos de galaxias activos (AGN, de Active Galactic Nuclei).

"Nunca antes se había predicho ni se había dado a conocer este fuerte vínculo entre el desgarro por presión dinámica y los agujeros negros activos", afirma la responsable del equipo, Bianca Poggianti (INAF-Observatorio Astronómico de Padua, Italia). "Parece que el agujero negro central está siendo alimentado porque, parte del gas, en lugar de ser eliminado, alcanza el centro de la galaxia".

¿Por qué?

Una pregunta que lleva mucho tiempo sin respuesta es por qué sólo una pequeña fracción de los agujeros negros supermasivos situados en los centros de las galaxias están activos.

Los agujeros negros supermasivos están presentes en casi todas las galaxias, así que ¿por qué sólo unos pocos secretan materia y brillan intensamente? Estos resultados revelan un mecanismo previamente desconocido por el que se pueden alimentar los agujeros negros.

Yara Jaffé, que ha participado en este estudio, explica la relevancia: "Estas observaciones de MUSE sugieren un nuevo mecanismo que canaliza el gas a una zona cercana al agujero negro. Este resultado es importante porque nos permite añadir una nueva pieza al rompecabezas que suponen las conexiones entre los agujeros negros supermasivos y las galaxias que los albergan, algo que aún no comprendemos en toda su plenitud".

Estas observaciones forman parte de un estudio mucho más amplio que se está desarrollando actualmente y que incluye muchas más galaxias medusa.

"Una vez acabado, este sondeo revelará cuántas galaxias ricas en gas que entran a formar parte de cúmulos, y cuáles de ellas, pasan por un periodo de mayor actividad en sus núcleos", concluye Poggianti.

"En astronomía, durante mucho tiempo ha sido un rompecabezas entender cómo se forman las galaxias y cómo cambian en nuestro universo en expansión que evoluciona. Las galaxias medusa son clave para comprender la evolución de las galaxias, ya que las observamos en pleno proceso de impresionante transformación".

Referencia

Ram Pressure Feeding Supermassive Black Holes,  Nature 548, 304–309 (17 August 2017) doi:10.1038/nature23462


Jueves, 17 de Agosto 2017
ESO/T21
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