Una galaxia cercana ha sido sorprendida drenando su combustible para la formación de estrellas, con enormes corrientes de material sobrecalentado alejándose del agujero negro supermasivo en su núcleo.
La galaxia, llamada VV 340a, nos ofrece una rara visión de una forma en que los agujeros negros limitan la formación de estrellas en su galaxia anfitriona, desde un punto de vista relativamente cercano de alrededor de 500 millones de años luz. El agujero negro de VV 340a está expulsando tanto material que probablemente las tasas de formación estelar se vean afectadas, dicen los investigadores.
“Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que hemos visto un chorro de radio en precesión de un kiloparsec, o escala galáctica, que impulsa una salida masiva de gas coronal”, dice el astrofísico Justin Kader de la Universidad de California, Irvine.
“Lo que realmente está haciendo es limitar significativamente el proceso de formación de estrellas en la galaxia al calentar y eliminar el gas de formación de estrellas”.
Relacionado: Los chorros de agujeros negros más grandes jamás vistos crean una estructura galáctica que te dejará boquiabierto
Aunque se cree que los agujeros negros supermasivos son un ingrediente vital en la formación de galaxias, también pueden expulsar tanta radiación que “privan” a las galaxias del material necesario para formar nuevas estrellas. Si una galaxia se vuelve inactiva, no es necesariamente un estado permanente, pero sí indica que los eones salvajes, ardientes y juveniles han terminado.
Los agujeros negros pueden detener la formación de estrellas a través de algunos mecanismos diferentes, conocidos colectivamente como “retroalimentación”, que surgen de la actividad de los agujeros negros: potentes chorros, presión de radiación y vientos de agujeros negros que se agitan a medida que el agujero negro devora materia a un ritmo tremendo.
Los chorros son estructuras colosales que brotan de los polos de un agujero negro que se alimenta activamente. El agujero negro devora nubes de gas y polvo que forman un disco en espiral alrededor del voraz objeto, aunque no todo ese material termina más allá del horizonte de sucesos.
Los astrónomos no tienen del todo claro los detalles exactos, pero creen que parte del material se desvía del borde interior del disco y se acelera a lo largo de las líneas del campo magnético del agujero negro fuera del horizonte de sucesos. Cuando llega a los polos, el material es lanzado al espacio a velocidades tremendas, a veces una fracción significativa de la velocidad de la luz.
Con el tiempo, esta expulsión puede crear estructuras (chorros) que se extienden por millones de años luz. Los aviones del VV 340a no llevan tanto tiempo viajando por el espacio; se extienden unos 20.000 años luz en cada dirección desde el agujero negro, llenos de gas ionizado calentado por choque.
Sin embargo, son los chorros más grandes y extendidos de gas coronal altamente ionizado y calentado por choque (material calentado a temperaturas comparables a la atmósfera exterior del Sol) jamás descubiertos.
“En otras galaxias, este tipo de gas altamente energizado casi siempre está confinado a varias decenas de pársecs del agujero negro de una galaxia, y nuestro descubrimiento excede lo que normalmente se ve en un factor de 30 o más”, dice Kader.
Lo interesante es que los chorros del VV 340a son grandes, pero no particularmente potentes en lo que respecta a los chorros astrofísicos.
Aun así, parecen estar canalizando alrededor de 19,4 soles de masa de la galaxia cada año. Para poner esto en perspectiva, la Vía Láctea produce alrededor de 3,3 soles de nuevas estrellas cada año.
La forma del chorro bidireccional de VV 340a puede tener algo que ver con la eficiencia con la que se evacua de la galaxia el material de formación estelar. El chorro precede: su rotación se tambalea un poco, como un aspersor que gira. Esto significa que el chorro tiene más forma de hélice que de línea recta.
Los investigadores creen que, a medida que salen, los chorros helicoidales de VV 340a se acoplan con el gas de la galaxia y lo arrastran, calentándolo a temperaturas coronales a distancias del agujero negro que los astrónomos nunca antes habían visto.
Es más, los chorros de precesión helicoidal normalmente sólo se observan en galaxias más antiguas. VV 340a es relativamente joven y está en proceso de fusionarse con otra galaxia. El descubrimiento sugiere que incluso las galaxias de aspecto joven pueden tener episodios de retroalimentación de formas que no esperamos.
Debido a que VV 340a se está fusionando con otra galaxia, es poco probable que cualquier efecto amortiguador sobre su ritmo de formación estelar dure mucho tiempo. Las fusiones de galaxias a menudo producen un período de mayor formación estelar a medida que el material de formación de estrellas en cada galaxia se impacta y comprime, produciendo las condiciones perfectas para un baby boom estelar.
“Apenas estamos empezando a comprender cuán común puede ser este tipo de actividad”, dice la astrónoma Vivian U de Caltech.
“Estamos entusiasmados de seguir explorando fenómenos nunca antes vistos en diferentes escalas físicas de galaxias utilizando observaciones de estas herramientas de última generación”, como el JWST, añade.
“Estamos ansiosos por ver qué más encontraremos”.
El descubrimiento ha sido detallado en Science.