Un nuevo artículo titulado “Evolutionary Paths of Active Galactic Nuclei and Their Host Galaxies”, publicado el 17 de agosto de 2023 en Nature Astronomy, proporciona nuevos conocimientos críticos sobre la coevolución de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas.
La investigación, realizada por el Dr. Ming-Yang Zhuang, quien se graduó de la Universidad de Pekín en 2022 y actualmente está afiliado a la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y el Prof. Luis C. Ho del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín. , derivaron propiedades estructurales y fotométricas de galaxias anfitrionas de casi 11.500 corrimientos al rojo ≤ 0,35 núcleos galácticos activos (AGN) no oscurecidos utilizando datos de Pan-STARRS1 3PI Steradian Survey para explorar las conexiones entre la masa del agujero negro y las propiedades de las galaxias anfitrionas en el universo cercano.
Las estrechas correlaciones observadas entre las masas de los agujeros negros supermasivos y las propiedades de sus galaxias anfitrionas han intrigado a los astrónomos durante mucho tiempo. Sin embargo, no se ha llegado a un consenso sobre cómo surgieron las relaciones entre el agujero negro y la galaxia o cómo evolucionaron con el tiempo. El vínculo específico entre la masa del agujero negro y las propiedades de las galaxias anfitrionas de AGN en el universo cercano sigue siendo difícil de alcanzar.
El estudio encontró que las galaxias con agujeros negros en acreción activa siguen una relación similar entre la masa del agujero negro y la masa estelar, independientemente del tipo de galaxia. Además, la posición de una galaxia en esta relación parece estar relacionada con el nivel de formación de estrellas y la actividad de acreción de agujeros negros.
“Nuestros resultados revelan trayectorias evolutivas de las galaxias en el plano de masa estelar del agujero negro”, dijo el Dr. Zhuang. “La evolución conjunta de la galaxia y su agujero negro central parece sincronizada a lo largo de largas escalas de tiempo. Las galaxias que tienen agujeros negros con sobrepeso se ponen al día produciendo más estrellas. Las que tienen agujeros negros delgados permiten que el agujero negro coma más. Al final, el dos alcanzan un feliz equilibrio.”
La disponibilidad de un suministro de gas común para la acreción de agujeros negros y la formación de estrellas puede explicar el crecimiento sincronizado y sincronizado de los objetos en la relación local. El camino evolutivo de los objetos con agujeros negros poco masivos situados por debajo de la relación local respalda un escenario sugerido por simulaciones recientes en las que el crecimiento de los agujeros negros inicialmente va por detrás de la formación estelar, pero luego la situación se invierte una vez que el gas se estabiliza en una masa estelar más alta. Los AGN con agujeros negros sobremasivos por encima de la relación local continúan ganando masa estelar, lo que es consistente con la detección de formación estelar activa y abundante contenido de gas en galaxias anfitrionas de AGN de tipo temprano.
Estas trayectorias sugieren que los mecanismos de retroalimentación AGN en modo radiativo, que se espera que supriman la formación de estrellas, son menos efectivos para las galaxias por debajo de la relación de escala. Para las galaxias por encima de esta relación, la retroalimentación en modo cinético parece insuficiente para detener la formación estelar a largo plazo.
“Este trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre la coevolución de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas que pueden servir como punto de referencia y marco definitivo para los estudios evolutivos”, afirmó el profesor Ho. “Los resultados ofrecen limitaciones de observación críticas para las simulaciones numéricas que modelan la compleja interacción entre los agujeros negros y sus galaxias anfitrionas”.
“Este artículo explora los caminos evolutivos de las galaxias en el plano de masa de los agujeros negros y las masas estelares en el universo cercano, vinculando las propiedades de la formación estelar y la acreción de los agujeros negros y proporcionando limitaciones críticas para la retroalimentación activa de los núcleos galácticos”, afirma el editor de Nature Astronomy .
“Los hallazgos de este artículo son extremadamente interesantes y muy importantes para nuestra comprensión de la coevolución de los agujeros negros y las galaxias a lo largo de los tiempos cósmicos y su formación y acreción estelar”, dice uno de los revisores.
Con información de Nature Astronomy
