Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos han detectado el primer viento potente del “tamaño de una galaxia” que sopla desde un quásar alimentado por un agujero negro supermasivo. El poderoso viento está expulsando gas y polvo de su galaxia a velocidades increíbles, matando el nacimiento de estrellas en su galaxia anfitriona.
Este quásardesignado J1007+2115, está tan distante que se ve como era sólo 700 millones de años después el gran estallido – cuando El universo de 13.800 millones de años. tenía alrededor del 5% de su edad actual. Aunque esto convierte a J1007+2115 en apenas el tercer quásar más antiguo jamás visto, es el primero jamás observado con un poderoso viento del tamaño de una galaxia fluyendo de él.
Sin embargo, los flujos de este quásar no sólo son notables por su antigüedad. Los vientos de J1007+2115 se extienden desde el agujero negro en su origen a una asombrosa distancia de 7.500 años luz, lo que equivale a unos 25 sistemas solares alineados uno al lado del otro. El material que desvían cada año equivale a 300 soles a velocidades equivalentes a 6.000 veces la velocidad de la luz, dijeron los investigadores.
“Es el tercer quásar más antiguo y el tercero más distante impulsado por un agujero negro supermasivo en acreción conocido hoy”, dijo a Space.com el líder del equipo de descubrimiento e investigador de la Universidad de Arizona, Weizhe Liu. “Hasta donde sabemos, esta escala galáctica viento impulsado por cuásares es actualmente el más antiguo conocido.”
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Los vientos de este agujero negro supermasivo central que se alimenta pueden incluso ser lo suficientemente poderosos como para “matar” a la galaxia anfitriona que atraviesan a 6.000 veces la velocidad del sonido, privándola de la materia necesaria para dar origen a nuevas estrellas.
Cómo obtienen viento los agujeros negros supermasivos
Todo grande galaxias Se cree que tienen en su interior un agujero negro supermasivo, con una masa entre millones y miles de millones de veces la de el sol. Pero no todos estos agujeros negros alimentan los quásares, las fuentes de luz más brillantes del cosmos.
Esto se debe a que algunos agujeros negros supermasivos no están rodeados por grandes cantidades de gas y polvo de los que puedan alimentarse. Por ejemplo, el agujero negro supermasivo en el corazón de nuestra propia galaxia, Sagitario A* (Sgr A*), es silencioso y oscuro.
Otros agujeros negros supermasivos están rodeados por una gran cantidad de material que se arremolina a su alrededor en una nube aplanada llamada disco de acreción que los alimenta gradualmente. La inmensa influencia gravitacional del agujero negro central provoca una poderosa fricción en los discos de acreción, calentando este material y haciendo que brille intensamente.
Estas regiones, llamadas núcleos galácticos activos (AGN) son tan brillantes que pueden eclipsar la luz combinada de todas las estrellas de la galaxia que las rodean. Cuando se ven a grandes distancias, estas regiones se llaman “cuásares”.
La poderosa radiación emitida por los discos de acreción también tiene otro efecto: expulsa materia como gas y polvo alrededor del AGN. Estos vientos de quásar también pueden expulsar el gas y el polvo de la galaxia más amplia que alberga los quásares.
Con la ayuda del JWST, los investigadores pudieron ver que el material en los vientos del quásar de J1007+2115 viaja a una increíble velocidad de 7,6 millones de kph (4,7 millones de mph). Como se puede imaginar, vientos tan poderosos y de largo alcance transportan una gran cantidad de materia. Liu dijo que los vientos del quásar de J1007+2115 transportan material con una masa equivalente a 300 soles cada año.
La galaxia que alberga J1007+2115 es rica en gas y polvo molecular denso, la bloques de construcción de estrellassegún lo visto por el JWST. La galaxia forma estrellas a un ritmo de entre 80 y 250 masas solares cada año. Pero el La luz de esa galaxia ha estado viajando hacia nosotros durante 13,1 mil millones de años.lo que significa que probablemente ahora sea bastante diferente. En particular, gracias a estos vientos de quásar, es posible que la actividad de los estallidos estelares no haya continuado por mucho tiempo.
La purga de gas y polvo a través de estos vientos de quásar también cortará el suministro de alimento para el agujero negro supermasivo que los impulsa. Esto significa que también podría haberse detenido el crecimiento del agujero negro supermasivo, con una masa estimada igual a la de mil millones de soles.
“El viento está empujando una gran cantidad de gas hacia afuera”, dijo Liu. “Esto puede suprimir la actividad de formación estelar de la galaxia, que necesita gas para formar estrellas, y también el crecimiento del propio agujero negro supermasivo, que también necesita la acumulación de gas”.
Esto podría significar que esta galaxia primitiva es ahora una galaxia muerta y no está creciendo mucho como resultado de la purga de su material de formación estelar y la reducción de su nacimiento estelar.
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El equipo aún no ha terminado con los vientos de los cuásares ni con la investigación de su influencia en sus galaxias anfitrionas. Continuarán cazándolos y es posible que incluso descubran más que existieron menos de mil millones de años después del Big Bang.
“Ahora pretendemos buscar más vientos de este tipo a escala galáctica impulsados por quásares en el
universo muy temprano y conocer sus propiedades como población”, concluyó Liu.
En el repositorio de documentos se incluye una versión preimpresa de la investigación del equipo. arXiv.