Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST), los astrónomos han observado un agujero negro supermasivo en el universo primitivo que está matando a su galaxia dejándola morir de hambre. Sorprendentemente, esta “muerte galáctica por inanición” parece haberse producido muy rápidamente gracias a la creación de vientos de gas de 3,2 millones de kilómetros por hora.
Galaxias se consideran “muertos” o “inactivos” cuando su formación de estrellas Se ha cortado la conexión entre las galaxias. Esto puede ocurrir cuando los componentes básicos de las estrellas, densas nubes de gas y polvo, se han agotado. Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que las galaxias pueden ser “asesinadas” prematuramente por su núcleo supermasivo central. agujeros negros “purgándolos” de gas y polvo.
Estos JWST Las observaciones representan la primera detección sólida de un efecto de este tipo y, de hecho, pueden frenar el nacimiento de estrellas al dejar sin energía a las galaxias. Los hallazgos fueron presentados por un equipo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge que estudiaron la galaxia primitiva, oficialmente llamada GS-10578, pero apodada “galaxia de Pablo” en honor al miembro del equipo que se propuso observarla en detalle.
La galaxia de Pabalo se encuentra a unos 11.500 millones de años luz. años luz lejos, lo que significa que se ve como era solo 2.3 mil millones de años después. El Big Bang.
“Basándonos en observaciones anteriores, sabíamos que esta galaxia estaba en un estado extinguido: no está formando muchas estrellas dado su tamaño, y esperamos que haya un vínculo entre el agujero negro y el final de la formación estelar”, dijo el miembro del equipo Francesco D’Eugenio del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge. dijo en un comunicado“Sin embargo, hasta el JWST no hemos podido estudiar esta galaxia con suficiente detalle como para confirmar ese vínculo, y no sabemos si este estado de extinción es temporal o permanente”.
Con una masa 200 mil millones de veces mayor que la del Sol, aproximadamente vía LácteaEsta galaxia de tamaño considerable que dio origen a la mayoría de sus estrellas hace entre 12.500 y 11.500 millones de años es inusualmente masiva para este período del universo primitivo.
“En el universo primitivo, la mayoría de las galaxias estaban formando muchas estrellas, por lo que es interesante ver una galaxia muerta tan masiva en este período de tiempo”, dijo Roberto Maiolino, miembro del equipo y también del Instituto Kavli de Cosmología. “Si tuvo tiempo suficiente para alcanzar este tamaño masivo, el proceso que detuvo la formación de estrellas probablemente ocurrió relativamente rápido”.
Utilizando el JWST, el equipo pudo determinar que el agujero negro supermasivo En el corazón de la galaxia de Pablo se están expulsando enormes cantidades de gas a velocidades de hasta 2,2 millones de millas por hora. Para ponerlo en contexto, eso es 1.500 veces más rápido que la velocidad máxima de un avión de combate Lockheed Martin F-16.
La velocidad del gas es significativa porque es lo suficientemente sustancial como para vencer al influencia gravitacional de la galaxia de Pablo y así escapar de la galaxia para siempre.
Muchas galaxias con alimentación o Agujeros negros supermasivos “en acreción” De ellos salen vientos rápidos de gas, pero normalmente son de masa bastante baja. El JWST encontró un nuevo componente en los vientos de la Galaxia de Pablo que otros telescopios no habían detectado alrededor de otras galaxias activas.
Este componente de gas denso es más frío y denso y, por lo tanto, emite poca luz, por lo que otros telescopios no lo detectaron. El JWST, con su increíble sensibilidad, pudo detectar esta densa corriente de gas porque bloquea la luz de las galaxias que se encuentran detrás de ella.
El equipo descubrió que la masa de la corriente de gas de la Galaxia de Pablo era mayor que el gas necesario para formar la base de la formación de nuevas estrellas. Esto es suficiente para demostrar que la galaxia Un agujero negro supermasivo está extinguiendo el nacimiento de estrellas en esta galaxia lejana y temprana.
“Hemos encontrado al culpable”, dijo D’Eugenio. “El agujero negro está matando a esta galaxia y manteniéndola inactiva al cortarle la fuente de ‘alimento’ que la galaxia necesita para formar nuevas estrellas”.
Si bien las observaciones del JWST confirmaron modelos anteriores de evolución galáctica y el papel de los agujeros negros supermasivos en la extinción del nacimiento de estrellas, también aportaron algunas sorpresas.
Anteriormente, los modelos teóricos predecían que el fin de la formación estelar podría tener un efecto caótico y turbulento en las galaxias, destruyendo su forma. El hecho de que las estrellas en la galaxia de Pablo parezcan seguir moviéndose de manera ordenada sugiere que esto podría no ser siempre así.
El equipo ahora pretende dar seguimiento a las observaciones del JWST de la Galaxia de Pablo con una investigación realizada utilizando el Gran conjunto milimétrico-submilimétrico del Atacama (ALMA)que consta de 66 radiotelescopios ubicados en el norte de Chile. Esto podría revelar si aún queda gas frío y denso en la galaxia de Pablo y la efecto que su agujero negro supermasivo está teniendo sobre el entorno inmediato de la galaxia.
“Sabíamos que los agujeros negros tienen un impacto enorme en las galaxias y quizás es común que detengan la formación de estrellas, pero hasta el JWST no pudimos confirmarlo directamente”, concluyó Maiolino. “Es otra forma en la que el JWST supone un gran avance en términos de nuestra capacidad para estudiar el universo primitivo y su evolución”.
La investigación del equipo fue publicada el lunes (16 de septiembre) en la revista Astronomía de la naturaleza.