Los agujeros negros con masas equivalentes a millones de soles frenan el nacimiento de nuevas estrellas, dicen los astrónomos. Usando aprendizaje automático y tres simulaciones de última generación para respaldar los resultados de un gran estudio del cielo, investigadores de la Universidad de Cambridge han resuelto un debate de 20 años sobre la formación de estrellas.
La formación de estrellas en las galaxias ha sido durante mucho tiempo un punto focal de la investigación astronómica. Décadas de observaciones exitosas y modelos teóricos dieron como resultado nuestra buena comprensión de cómo el gas colapsa para formar nuevas estrellas tanto dentro como fuera de nuestra propia Vía Láctea. Sin embargo, gracias a los programas de observación de todo el cielo como el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), los astrónomos se dieron cuenta de que no todas las galaxias en el Universo local están formando estrellas de forma activa; existe una población abundante de objetos «inactivos» que forman estrellas a una distancia significativamente mayor. tasas más bajas.
La cuestión de qué detiene la formación de estrellas en las galaxias sigue siendo la mayor incógnita en nuestra comprensión de la evolución de las galaxias, debatida durante los últimos 20 años. Joanna Piotrowska y su equipo del Instituto Kavli de Cosmología organizaron un experimento para averiguar cuál podría ser el responsable.
Usando tres simulaciones cosmológicas de última generación, EAGLE, Illustris e IllustrisTNG, los astrónomos investigaron lo que esperaríamos ver en el Universo real según lo observado por el SDSS, cuando diferentes procesos físicos detenían la formación estelar en galaxias masivas.
Los astrónomos aplicaron un algoritmo de aprendizaje automático para clasificar las galaxias en formadoras de estrellas e inactivas, preguntando cuál de los tres parámetros: la masa de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las galaxias (estos objetos monstruosos tienen típicamente millones o incluso miles de millones de veces la masa). de nuestro Sol), la masa total de estrellas en la galaxia, o la masa del halo de materia oscura alrededor de las galaxias, predice mejor cómo resultan las galaxias.
Estos parámetros luego permitieron al equipo determinar qué proceso físico (inyección de energía por agujeros negros supermasivos, explosiones de supernovas o calentamiento por choque de gas en halos masivos) es responsable de forzar a las galaxias a semi-retirarse.
Las nuevas simulaciones predicen que la masa del agujero negro supermasivo es el factor más importante para frenar la formación estelar. De manera crucial, los resultados de la simulación coinciden con las observaciones del Universo local, lo que agrega peso a los hallazgos de los investigadores. Los resultados se informan en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
«Es realmente emocionante ver cómo las simulaciones predicen exactamente lo que vemos en el Universo real», dijo Piotrowska. «Los agujeros negros supermasivos, objetos con masas equivalentes a millones o incluso miles de millones de soles, realmente tienen un gran efecto en su entorno. Estos objetos monstruosos fuerzan a sus galaxias anfitrionas a una especie de retiro parcial de la formación estelar».
