Científicos encuentran un agujero negro que “mata” a su galaxia dejándola sin estrellas

Un equipo de astrónomos ha descubierto que los agujeros negros supermasivos pueden privar de suministro de energía a las galaxias que los albergan. La investigación, liderada por el Centro de Astrobiología (CAB) del CSIC-INTA y la Universidad de Cambridge (Reino Unido), ha puesto sobre la mesa estos resultados tras observar una galaxia en el universo temprano prácticamente extinta y con la incapacidad de formar nuevas estrellas debido a que en su centro alberga un agujero negro supermasivo (SMBH, por sus siglas en inglés).

La investigaciónse ha basado en observaciones hechas con el telescopio espacial James Webb (JWST) y difundida este lunes (16.09.2024) en la revista Nature Astronomy.

Una galaxia sin “fuente de alimento”

El equipo, formado por astrónomos de distintas nacionalidades, buscaban comprender cómo se formaron las galaxias cercanas que son tan o más masivas que la Vía Láctea. Con la ayuda del telescopio espacial James Webb (JWST), observaron una galaxia, denominada GS-10578, parecida en masa a la Vía Láctea pero existente en el universo temprano, unos dos mil millones de años después del Big Bang.

Esta galaxia, como la mayoría de las galaxias grandes, tiene un agujero negro supermasivo en su centro, con la diferencia que está esencialmente “muerta”. En otras palabras, que ha dejado de formar nuevas estrellas.

“GS-10578 era lo que llamábamos una ‘pepita azul’, un posible progenitor muy interesante que se encuentra en una etapa evolutiva donde una enorme cantidad de estrellas, tantas como las que hoy se ven en la Vía Láctea, se formaron muy temprano y rápidamente en un volumen muy pequeño, con una enorme densidad”, comenta Pablo G. Pérez-González, coautor principal del estudio en el CAB. La galaxia, de hecho, ha sido apodada “Galaxia de Pablo”, en su honor.

Al observarla con el Webb, el equipo vio que la esta galaxia estaba emitiendo grandes cantidades de gas a velocidades de unos mil kilómetros por segundo. Estos vientos rápidos, a su vez, estaban siendo “expulsados” de la galaxia por el agujero negro. Así, la masa de gas que se expulsa es mayor que la que la galaxia necesitaría para seguir formando nuevas estrellas, por lo que el agujero negro está dejando sin recursos a la galaxia.

“Encontramos al culpable. El agujero negro está matando a esta galaxia y manteniéndola inactiva, al cortar la fuente de ‘alimento’ que necesita para formar nuevas estrellas”, explica Francesco D’Eugenio, del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge, en declaraciones a varios medios.

“Las estrellas que vemos en GS-10578 no son muy jóvenes, a eso nos referimos cuando decimos que la formación estelar se ha apagado”, agrega Francesco D’Eugenio.

Descubrimiento gracias al telescopio James Webb

El equipo de científicos también ha dejado la puerta abierta a las propiedades que arroja la observación de esta galaxia, como la presencia de nubes de polvo alrededor del agujero negro supermasivo o al reciente brote de formación estelar que está tan oscurecido por ese polvo que es completamente invisible, según pudo constatar Pérez-González.

Aunque modelos teóricos anteriores habían predicho que los agujeros negros tenían este efecto en las galaxias, antes del telescopio James Webb no había sido posible detectar este efecto de forma tan directa.

“Sabíamos que los agujeros negros tienen un impacto masivo en las galaxias y tal vez sea común que detengan la formación de estrellas, pero hasta Webb no pudimos confirmarlo directamente”, dijo otro coautor, el profesor Roberto Maiolino, también del Instituto Kavli de Cosmología, en una nota de prensa. “Es otra forma más en la que Webb supone un gran paso adelante en términos de nuestra capacidad para estudiar el universo primitivo y cómo evolucionó”.

Otros modelos anteriores habían predicho que el fin de la formación estelar podría tener un efecto violento y turbulento en las galaxias, destruyendo su forma en el proceso. Pero las estrellas de esta galaxia en forma de disco y su movimiento ordenado sugiere que no siempre es así.

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