Un estudiante de pregrado de la Universidad de Massachusetts Amherst ha contribuido con un trabajo significativo sobre el crecimiento de las estrellas y los agujeros negros, brindando información clave sobre cómo están vinculados. Esta nueva información permitirá que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) desentrañe de manera más eficiente cómo funcionan exactamente las galaxias.
Los astrónomos saben que la evolución de las galaxias está impulsada por dos procesos: el crecimiento de agujeros negros supermasivos en el centro de cada galaxia y la formación de nuevas estrellas. Cómo se relacionan estos procesos sigue siendo un misterio y es una de las preguntas que explorará el telescopio espacial James Webb (JWST) recientemente lanzado. El trabajo de Meredith Stone, quien se graduó del programa de astronomía de UMass Amherst en mayo de 2022, ayudará a los científicos a comprender mejor cómo están vinculados.
«Sabemos que las galaxias crecen, chocan y cambian a lo largo de sus vidas», dice Stone, quien completó esta investigación bajo la dirección de Alexandra Pope, profesora de astronomía en la Universidad de Massachusetts Amherst y autora principal de un nuevo artículo, publicado recientemente en The Diario astrofísico. «Y sabemos que el crecimiento de los agujeros negros y la formación de estrellas juegan un papel crucial. Creemos que los dos están vinculados y que se regulan entre sí, pero hasta ahora ha sido muy difícil ver exactamente cómo».
Parte de la razón por la que ha sido difícil estudiar la interacción entre los agujeros negros y las estrellas es que realmente no podemos ver estas interacciones porque tienen lugar detrás de enormes nubes de polvo galáctico. «Para las galaxias que están formando estrellas activamente, más del 90% de la luz visible puede ser absorbida por el polvo», dice Pope, «y este polvo absorbe la luz visible».
Sin embargo, hay una solución: cuando el polvo absorbe la luz visible, se calienta, y aunque el ojo humano desnudo no puede ver el calor, los telescopios infrarrojos sí pueden. «Utilizamos el Telescopio Espacial Spitzer», dice Stone, quien comenzará sus estudios de posgrado en astronomía en la Universidad de Arizona este otoño, «recolectado durante la campaña Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS), para observar la mitad del rango de longitud de onda infrarroja de algunas de las galaxias más brillantes que están relativamente cerca de la Tierra». En particular, Stone y sus coautores estaban buscando trazadores reveladores particulares que son las huellas dactilares de agujeros negros y estrellas en medio de la formación.
La dificultad es que estas huellas dactilares son extremadamente débiles y casi imposibles de distinguir del ruido general del espectro infrarrojo. «Lo que hizo Meredith», dice Pope, «es calibrar las medidas de estos marcadores para que sean más distintos».
Una vez que el equipo tuvo estas observaciones más distintas en la mano, pudieron ver que, de hecho, el crecimiento de los agujeros negros y la formación de estrellas están ocurriendo simultáneamente en las mismas galaxias y parecen estar influenciándose entre sí. Stone incluso pudo calcular la proporción que describe cómo se vinculan los dos fenómenos.
No solo es un logro científico emocionante en sí mismo, el trabajo de Stone puede ser retomado por el JWST, con su acceso sin precedentes a la luz del espectro infrarrojo medio, y utilizado para concentrarse mucho más en las preguntas que quedan. Porque aunque Stone y sus coautores, incluido el estudiante graduado de astronomía de UMass Amherst Jed McKinney, cuantificaron cómo los agujeros negros y las estrellas están vinculados en la misma galaxia, el motivo por el cual están vinculados sigue siendo un misterio.
Con información de Universidad de Massachusetts
