¡Ha sido un momento excepcional para la investigación de agujeros negros! En los últimos meses, los astrofísicos han anunciado el descubrimiento del estallido de rayos gamma más poderoso jamás registrado (debido a la formación de un agujero negro), un agujero negro monstruoso en nuestro patio trasero cósmico, los efectos de arrastre de marco de un agujero negro binario, y los restos del evento Kilonova de 2017 (alerta de spoiler: era un agujero negro). Y con la ayuda de científicos ciudadanos, un equipo de astrónomos descubrió recientemente un agujero negro único en una galaxia a aproximadamente mil millones de años luz de distancia que está lanzando un chorro relativista a otra galaxia.
La investigación estuvo a cargo de un equipo liderado por Ananda Hota, investigadora del Centro de Excelencia en Ciencias Básicas de la UM-DAE. A él se unieron investigadores del Instituto Indio de Astrofísica, el Laboratorio para el Estudio de la Radiación y la Materia en Astrofísica y Atmósferas (LERMA) de la Universidad de la Sorbona, el Observatorio de Arecibo, el Instituto Amity de Ciencias Aplicadas, el Instituto Thapar de Ingeniería y Tecnología, y la colaboración de ciencia ciudadana RAD@home. El artículo que describe sus hallazgos se publicó el 12 de octubre en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Las galaxias se dividen típicamente en tres clases principales según el tamaño, la forma y la composición. En primer lugar, están las elípticas, que representan aproximadamente un tercio de todas las galaxias del Universo, que van desde casi circulares hasta muy alargadas. Luego están las galaxias espirales, que se destacan por sus distintos brazos espirales y aparecen como discos planos con grandes protuberancias amarillentas en sus centros. Por último, hay galaxias irregulares, que no son ni elípticas ni espirales y eran más comunes en el Universo primitivo (antes de evolucionar hacia las otras dos clases).
Cuando se trata de galaxias elípticas, los astrónomos han observado que la formación de nuevas estrellas es muy escasa y parece haber cesado en gran medida hace miles de millones de años. Si bien la razón de esto sigue siendo un misterio, la investigación moderna sugiere que la presencia de agujeros negros supermasivos (SMBH) podría ser el responsable. Estos “agujeros negros monstruosos” hacen que los centros de las galaxias masivas se conviertan en Núcleos Galácticos Activos (AGN, por sus siglas en inglés). Cuásares: donde el núcleo es más energético que todas las estrellas del disco combinadas.
En muchos casos, los AGN también tienen chorros masivos que salen de sus polos y aceleran el gas y el polvo a velocidades relativistas (cercanas a la velocidad de la luz). Se cree que la eyección de esta materia hacia otras galaxias agota las galaxias elípticas del gas frío y el polvo que de otro modo sería combustible para la formación de estrellas. Otro misterio al que se enfrentan los astrónomos es cómo estos chorros impulsados por AGN se acoplan con el gas de las galaxias en fusión, provocando una retroalimentación positiva. Esto conduce temporalmente a una mayor formación de estrellas, seguida de una retroalimentación negativa y una disminución en la formación de estrellas.
Para abordar este último misterio, el Dr. Hota y sus colegas observaron el SMBH en el centro de RAD12, una galaxia elíptica ubicada a unos mil millones de años luz de la Tierra. Esta naturaleza única de esta galaxia se hizo evidente por primera vez en 2013 en función de los datos ópticos del Sloan Digitized Sky Survey (SDSS) y los datos de radio del estudio Very Large Array (VLA) Faint Images of the Radio Sky at Twenty-Centimeters (FIRST). Pero cuando el Dr. Hota y su equipo lo observaron nuevamente usando el Radiotelescopio de onda métrica gigante (GMRT) en India, notaron que RAD12 parecía estar expulsando materia de un solo polo.
Estas observaciones se confirmaron utilizando datos ópticos y de radio de archivo de la matriz MeerKAT en Australia y el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii (respectivamente). A diferencia de otros chorros que expulsan materia en pares y en direcciones opuestas, RAD12 parecía estar expulsando materia solo hacia su galaxia vecina, RAD12-B. Sus observaciones también revelaron un chorro de plasma joven que tiene forma cónica en el tallo y se ensancha para convertirse en un hongo al final (como se muestra arriba). Las características amarillas representan galaxias, las más grandes son RAD12 (izquierda) y RAD12-B (derecha), y el chorro de plasma se muestra en rojo.
Toda la estructura se extiende por 440 mil años luz y es mucho más grande que la propia galaxia anfitriona. Esta es la primera vez que se observa que un chorro colisiona con una gran galaxia como RAD12-B. Como dijo el Dr. Hota en un reciente comunicado de prensa de la Royal Astronomical Society (RAS):
“Estamos entusiasmados de haber detectado un sistema raro que nos ayuda a comprender la retroalimentación de los chorros de radio de los agujeros negros supermasivos en la formación de estrellas de las galaxias durante las fusiones. Las observaciones con el GMRT y los datos de varios otros telescopios, como el radiotelescopio MeerKAT, sugieren fuertemente que el chorro de radio en RAD12 está chocando con la galaxia compañera. Un aspecto igualmente importante de esta investigación es la demostración de la participación pública en la realización de descubrimientos a través del colaborativo de investigación de ciencia ciudadana RAD@home”.
Gracias a las observaciones del Dr. Hota y su equipo, los astrónomos ahora están un paso más cerca de comprender el impacto que tales interacciones tienen en las galaxias elípticas. Sus hallazgos podrían conducir a una nueva comprensión de cómo se detiene la formación de estrellas en las galaxias elípticas, resolviendo un misterio de larga data sobre la evolución galáctica. También es un testimonio del tipo de investigación que es posible hoy en día a través de la colaboración entre científicos ciudadanos y astrónomos.
Con información de UniverseToday.com
