Nubes de gas en una galaxia distante están siendo empujadas cada vez más rápido (a más de 10.000 millas por segundo) hacia las estrellas vecinas por explosiones de radiación del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. Es un descubrimiento que ayuda a iluminar la forma en que los agujeros negros activos pueden dar forma continua a sus galaxias estimulando o extinguiendo el desarrollo de nuevas estrellas.
Un equipo de investigadores dirigido por la profesora de astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison, Catherine Grier, y el recién graduado Robert Wheatley, revelaron la aceleración del gas utilizando años de datos recopilados de un cuásar, un tipo de agujero negro particularmente brillante y turbulento, a miles de millones de años luz de distancia en el constelación de Bootes. Presentaron sus hallazgos hoy en la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Madison.
Los científicos creen que los agujeros negros se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias. Los cuásares son agujeros negros supermasivos rodeados por discos de materia que son atraídos por el enorme poder gravitacional del agujero negro.
«El material de ese disco siempre cae en el agujero negro, y la fricción de ese tirón y tirón calienta el disco y lo vuelve muy, muy caliente y muy, muy brillante», dice Grier. «Estos quásares son realmente luminosos y, debido a que hay un amplio rango de temperaturas desde el interior hasta las partes más alejadas del disco, su emisión cubre casi todo el espectro electromagnético».
La luz brillante hace visibles los quásares casi tan antiguos como el universo (hasta a 13 mil millones de años luz de distancia), y el amplio rango de su radiación los hace particularmente útiles para que los astrónomos exploren el universo primitivo.
Los investigadores utilizaron más de ocho años de observaciones de un cuásar llamado SBS 1408+544, recopiladas por un programa llevado a cabo por el Sloan Digital Sky Survey ahora conocido como Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project. Rastrearon los vientos compuestos de carbono gaseoso detectando la luz faltante del quásar, luz que estaba siendo absorbida por el gas. Pero en lugar de ser absorbida exactamente en el punto correcto del espectro que indicaría carbono, la sombra se alejó más de su hogar con cada nueva mirada a SBS 1408+544.
«Ese cambio nos dice que el gas se está moviendo rápido, y cada vez más rápido», dice Wheatley. «El viento se está acelerando porque está siendo empujado por la radiación que sale del disco de acreción».
Los científicos, incluido Grier, han sugerido que han observado vientos acelerados provenientes de discos de acreción de agujeros negros antes, pero esto aún no había sido respaldado por datos de más que unas pocas observaciones. Los nuevos resultados provienen de alrededor de 130 observaciones de SBS 1408+544 realizadas durante casi una década, lo que permitió al equipo identificar sólidamente el aumento de velocidad con gran confianza.
Los vientos que expulsan el gas del quásar son de interés para los astrónomos porque son una forma en que los agujeros negros supermasivos podrían influir en la evolución de las galaxias que los rodean.
«Si son lo suficientemente energéticos, los vientos pueden viajar hasta la galaxia anfitriona, donde podrían tener un impacto significativo», dice Wheatley.
Dependiendo de las circunstancias, los vientos de un cuásar podrían suministrar presión que comprima el gas y acelere el nacimiento de una estrella en su galaxia anfitriona. O podría eliminar ese combustible e impedir que se forme una estrella potencial.
«Los agujeros negros supermasivos son grandes, pero realmente pequeños en comparación con sus galaxias», dice Grier. «Eso no significa que no puedan ‘hablar’ entre sí, y esta es una manera de que uno hable con el otro que tendremos que tener en cuenta cuando modelemos los efectos de este tipo de agujeros negros».
El estudio de SBS 1408+544, publicado hoy en The Astrophysical Journal, incluyó colaboradores de la Universidad de York, la Universidad Estatal de Pensilvania, la Universidad de Arizona y otras.
Con información de The Astrophysical Journal (2024)
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