Esparcidas por todo el universo hay galaxias colosales que parecen estar muertas, incapaces de formar nuevas estrellas. Recientemente se ha estudiado una de las galaxias muertas más antiguas, lo que confirma que su sentencia de muerte fue impuesta por un agujero negro que redujo su recurso más importante para la formación de estrellas.
Un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy ha revelado cómo GS-10578, también conocida como “Galaxia de Pablo” en honor al astrónomo que la observó en detalle por primera vez, quedó fuera de servicio. El agujero negro en su centro calentó gradualmente gas frío dentro de la galaxia, un elemento necesario para la formación de estrellas. La galaxia de Pablo se quedó privada de este gas con el tiempo; un resultado similar podría estar ocurriendo en todo el universo, a medida que los astrónomos están encontrando más galaxias que parecen sorprendentemente antiguas y contienen estrellas que se formaron poco después del Big Bang.
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Vivir rápido y morir joven
La galaxia de Pablo nació en las primeras etapas del universo, y la mayoría de sus estrellas se formaron hace entre 12,5 y 11,5 mil millones de años; el Big Bang, como referencia, ocurrió hace 13,8 mil millones de años. Para una galaxia primitiva, también es inesperadamente masiva, aproximadamente 200 mil millones de veces la masa de nuestro sol.
Pero la galaxia de Pablo es una cuya vida se apagó rápidamente, según los investigadores del nuevo estudio; Dicen que parece haber “vivido rápido y muerto joven”.
La breve historia de vida de esta galaxia fue capturada en datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Basándose en sus observaciones, los investigadores creen que el agujero negro supermasivo en el núcleo de la galaxia provocó que ésta sufriera un declive continuo en lugar de una destrucción abrupta.
Falta de material para fabricar estrellas
En cualquier galaxia, se necesita gas frío para impulsar la formación de estrellas. Pero cuando los investigadores buscaron señales de gas frío en la galaxia de Pablo, descubrieron que se había secado. Tras observar con ALMA durante casi siete horas, no pudieron detectar monóxido de carbono, que está asociado con la presencia de gas hidrógeno frío.
Observaciones adicionales con espectroscopía JWST revelaron lo que probablemente sucedió con la galaxia de Pablo: poderosos vientos de gas neutro provenientes del agujero negro supermasivo de la galaxia disminuyeron el suministro de gas frío. Los vientos, que se mueven a 400 kilómetros por segundo, eliminan 60 masas solares de gas cada año, afirman los investigadores. A este ritmo, el combustible restante de la galaxia se agotó en tan sólo entre 16 y 220 millones de años, algo que normalmente lleva más de mil millones de años para otras galaxias.
“La galaxia parece un disco en calma y en rotación”, dijo en un comunicado el coautor principal Francesco D’Eugenio, astrofísico del Instituto Kavli de Cosmología. “Eso nos dice que no sufrió una fusión importante y disruptiva con otra galaxia. Sin embargo, dejó de formar estrellas hace 400 millones de años, mientras que el agujero negro vuelve a estar activo. Así que la actividad actual del agujero negro y la explosión de gas que observamos no causaron el cierre; en cambio, los episodios repetidos probablemente impidieron que el combustible regresara”.
El destino de las primeras galaxias
Los investigadores determinaron que la galaxia de Pablo evolucionó con una entrada neta cero, lo que significa que llegó a un punto en el que no se reponía con gas fresco. Creen que el agujero negro calentó o expulsó el gas entrante durante múltiples ciclos, privando a la galaxia del recurso que necesitaba para seguir formando estrellas.
La galaxia de Pablo podría no ser la única galaxia que está pasando hambre. Muchas galaxias descubiertas recientemente que parecen ser masivas y antiguas han planteado interrogantes a los astrónomos.
“Antes de Webb, estos eran inauditos”, dijo el coautor Jan Scholtz, astrofísico de la Universidad de Cambridge y el Instituto Kavli. “Ahora sabemos que son más comunes de lo que pensábamos, y este efecto del hambre puede ser la razón por la que viven rápido y mueren jóvenes”.
Los investigadores dicen que estudios futuros pueden mostrar que la muerte por inanición podría ser un tema común en estas galaxias que se formaron temprano en el universo.
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