Los astrónomos han debatido durante mucho tiempo el papel de las fusiones de galaxias en la formación de agujeros negros supermasivos activos. Ahora, un conjunto de datos sin precedentes de un millón de galaxias del telescopio Euclid proporciona evidencia de que las fusiones desempeñan un papel fundamental e incluso son el principal desencadenante de los agujeros negros más luminosos.
Casi todas las galaxias masivas albergan un agujero negro supermasivo (SMBH) en su centro. La mayoría simplemente acechan en la oscuridad, absorbiendo silenciosamente gas, polvo y estrellas de su entorno. Estos materiales se acumulan en el disco de acreción del agujero negro antes de su caída irreversible al abismo, emitiendo así el único indicio de radiación que revela la ubicación del agujero negro.
Una pequeña fracción de galaxias posee un SMBH que brilla intensamente o incluso expulsa material de sus polos. Estos se denominan núcleos galácticos activos (AGN). Algunos astrónomos han planteado la hipótesis de que las colisiones violentas entre galaxias podrían desempeñar un papel importante en la formación de AGN. La turbulencia resultante podría provocar que el material sobrante se acumule en el disco de acreción de un SMBH, donde la fricción y la compresión lo calientan lo suficiente como para brillar intensamente. En los casos más extremos, los AGN son tan brillantes que eclipsan por completo a sus galaxias anfitrionas.
Avances del telescopio Euclid
Antes del lanzamiento de Euclid, validar esta hipótesis había sido un desafío debido a la limitada calidad de los datos y al pequeño tamaño de las muestras. En una semana, Euclid proporcionó imágenes de mayor calidad que cubrían un área cercana al área total observada por el Telescopio Espacial Hubble en más de tres décadas.
Para aprovechar al máximo el potencial de estos datos, el consorcio Euclid, que incluye a los autores principales Berta Margalef-Bentabol y Lingyu Wang de SRON, ha desarrollado una novedosa herramienta de descomposición de imágenes con IA que no solo identifica los AGN, sino que también cuantifica su producción. «Este nuevo enfoque puede incluso revelar AGN débiles que otros métodos de identificación pasarían por alto», afirma Margalef-Bentabol.
Los artículos se han enviado a Astronomy & Astrophysics y ambos están disponibles en el servidor de preimpresiones de arXiv.
Hallazgos sobre fusiones e ignición de AGN
Utilizando el nuevo método de identificación de AGN en un millón de galaxias, el consorcio Euclid, que incluye a los autores principales Antonio la Marca y Lingyu Wang de SRON, confirma la hipótesis de que las fusiones de galaxias desempeñan un papel importante en la ignición de AGN. Este conjunto de datos es decenas de veces mayor que el de estudios anteriores.
«También concluimos que es muy probable que las fusiones sean el único mecanismo capaz de alimentar a los AGN más luminosos», afirma La Marca. «Como mínimo, son el principal desencadenante». El equipo dividió los datos en muestras de fusiones y no fusiones, y descubrió que las primeras contienen dos o incluso seis veces más AGN que las segundas. En cuanto a los AGN más luminosos, la gran mayoría se encuentran en galaxias en fusión.
En el caso de fusiones dinámicamente jóvenes y, por lo tanto, ricas en polvo, donde el AGN solo es visible en infrarrojo, hay seis veces más. En el caso de fusiones que están a punto de completarse, donde el polvo se ha asentado y el AGN también es visible en rayos X, hay el doble. La Marca afirma: «Esta diferencia entre los dos tipos de AGN podría significar que muchos AGN encontrados en galaxias no fusionadas se encuentran en realidad en galaxias fusionadas que han completado las etapas caóticas y aparecen como una sola galaxia en forma regular».
Con información de arXiv
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