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MensajearMorelia, Michoacán, a 23 de junio del 2021.- Una colaboración internacional de astrónomas y astrónomos ha revelado que los agujeros negros supermasivos son tan poderosos que afectan no sólo a su galaxia anfitriona sino también a las galaxias vecinas. “El efecto sobre las galaxias vecinas es además contrario a lo que esperábamos”, mencionó el Dr. Vicente Rodríguez-Gómez, investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la UNAM Campus Morelia, y parte del equipo de investigación.
Las galaxias son grandes conglomerados de estrellas, gas y polvo cósmico. Un ejemplo es la Vía Láctea, a la que pertenece el Sol. Se estima que en el centro de cada galaxia existe un agujero negro supermasivo cuyo campo gravitatorio afecta sólo a una pequeña región en torno al centro galáctico.
Sin embargo, estos agujeros negros expulsan grandes cantidades de radiación y materia que afectan a buena parte de la galaxia anfitriona, calentando el gas interestelar y regulando la formación de estrellas. Esta energía es expulsada principalmente en la dirección del eje menor de la galaxia anfitriona, pues es en donde obtiene menor resistencia.
El nuevo estudio, liderado por el Dr. Ignacio Martín-Navarro, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias, fue publicado recientemente en la revista Nature. Combina observaciones y simulaciones por computadora para estudiar cómo afectan los agujeros negros supermasivos a las galaxias satélites que están a su alrededor, a distancias todavía mayores.
Usualmente, el gas caliente alrededor de las galaxias propicia un ritmo bajo de formación de estrellas en las galaxias satélites, por lo que se esperaba que las galaxias satélites formaran estrellas a un ritmo aún menor en la dirección alineada con el eje menor de la galaxia central, debido a toda la energía inyectada por el agujero negro supermasivo en esa dirección.
El equipo de investigación analizó las propiedades de galaxias pertenecientes a miles de grupos y cúmulos, utilizando las observaciones del censo Sloan Digital Sky Survey. Sorprendentemente, encontraron que las galaxias satélites forman estrellas a un ritmo mayor si están alineadas con el eje menor de la galaxia central, y a un ritmo menor si no están alineadas con el eje menor.
Para explicar este inesperado resultado observacional, el equipo científico propuso que el gas y materia que el agujero expulsa “despeja” el gas alrededor de la galaxia central, por lo que las galaxias satélites prosiguen con su formación estelar sin ser interrumpidas.
Con el fin de verificar esta conclusión, el equipo comparó sus observaciones con una simulación cosmológica del Universo llamada Illustris-TNG, que en su código implementa un tratamiento particular para la interacción entre agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas.
“En concordancia con las observaciones, la simulación muestra una clara variación en la actividad de formación estelar de las galaxias satélites dependiendo de su posición respecto a la galaxia central”, comentó el Dr. Rodríguez-Gómez.
Este resultado da apoyo observacional a la idea de que los agujeros negros supermasivos juegan un papel importante en regular la evolución de las galaxias, un pilar fundamental en el conocimiento actual del Universo. Anteriormente había sido muy difícil medir el posible efecto de los agujeros negros en galaxias reales, más allá de consideraciones teóricas.
“Este trabajo ha sido posible con la colaboración entre dos comunidades, la observacional y la teórica que, en el campo de la astrofísica extragaláctica, están encontrando en las simulaciones cosmológicas una herramienta muy útil para entender cómo se comporta el Universo”, mencionó el Dr. Martín-Navarro.
El artículo de investigación fue publicado el pasado 9 de junio de 2021 en la revista Nature.
Anisotropic satellite galaxy quenching modulated by black hole activity
