Un agujero negro supermasivo puede impulsar grandes flujos desde dentro del núcleo de la galaxia

Un nuevo estudio que se publica este jueves en la revista 'Nature' proporciona la primera evidencia observacional de que un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia grande puede alimentar enormes flujos moleculares desde lo profundo del núcleo de la galaxia. Estos escapes eliminan grandes cantidades de gas formador de estrellas, influyendo así en el tamaño, la forma y el destino general de la galaxia anfitriona.

Muchas galaxias cercanas explotan grandes y de amplio ángulo flujos de material desde su núcleo, expulsando suficiente gas y polvo para construir más de un millar de estrellas del tamaño de nuestro sol todos los años. Los astrónomos han buscado la fuerza impulsora detrás de estos flujos moleculares masivos y ahora un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Maryland (UMD), en Estados Unidos, ha encontrado una respuesta.

La galaxia seleccionada en el estudio, conocida como IRAS F11119 + 3257, tiene un activo agujero negro supermasivo creciendo en su centro, lo que significa que, a diferencia del gran agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, este agujero negro está consumiendo activamente grandes cantidades de gas. Como el material entra en el agujero negro, crea fricción, lo que a su vez emite radiación electromagnética, incluyendo rayos X y la luz visible.

Los agujeros negros que se ajustan a esta descripción son llamados núcleos galácticos activos (AGN, por sus siglas en inglés), y su intensa radiación también genera vientos poderosos que obligan al material a irse lejos del centro galáctico. El estudio encontró que estos vientos AGN son lo suficientemente potentes como para expulsar los grandes flujos moleculares que llegan a los bordes de las fronteras de la galaxia.

Aunque los teóricos han sospechado una conexión entre vientos AGN y flujos moleculares, este trabajo confirma la conexión mediante evidencia observacional. "Es la primera galaxia en la que podemos ver tanto el viento desde el núcleo galáctico activo como la salida a gran escala de gas molecular al mismo tiempo", afirma el autor principal, Francesco Tombesi, científico investigador asistente en el Departamento de Astronomía de UMD y colaborador en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA a través del Centro de Investigación y Exploración en Ciencia y Tecnología Espacial.

El equipo analizó datos recogidos en 2013 por Suzaku, un satélite de rayos X operado por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) y la NASA, así como datos del Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea. Mientras que muchos estudios anteriores ha descrito de forma independiente vientos AGN y flujos moleculares en galaxias separadas, Tombesi y sus colegas necesitaban encontrar una galaxia en la que se pudieran ver las dos cosas al mismo tiempo. IRAS F11119 + 3257 resultó ser una candidata perfecta.

Una teoría alternativa afirma que la formación activa de estrellas cerca del centro galáctico podría producir flujos moleculares, pero el brillo del núcleo activo de IRAS F11119 + de 3257 --que es responsable de aproximadamente el 80 por ciento de la radiación total de la galaxia-- sugirió lo contrario. La formación de estrellas por sí sola no puede explicar esta intensa concentración de energía, lo que llevó a los investigadores a concluir que los vientos AGN deben ser el principal impulsor.

"La tentación es ignorar el agujero negro supermasivo en el estudio de la dinámica y evolución galáctica, pero nuestro trabajo muestra que no se puede, ya que influye en las galaxias en la escala más grande", plantea el coautor del estudio Marcio Meléndez, investigador asociado en el Departamento de Astronomía de UMD.

El próximo año, JAXA y la NASA lanzarán ASTRO-H, un satélite sucesor de Suzaku, de manera que los instrumentos a bordo de ASTRO-H harán posible investigar más galaxias como IRAS F11119 + 3257 con mayor detalle.