Primera evidencia directa de que los agujeros negros supermasivos controlan la formación de estrellas

A fines del año pasado, los investigadores anunciaron que los poderosos vientos que emanan de los agujeros negros supermasivos dan forma a galaxias enteras.

Ahora, un nuevo trabajo de investigación ha encontrado la primera evidencia observacional de que los agujeros negros supermasivos realmente controlan el misterioso proceso de formación de estrellas en sus galaxias.

En el centro de casi todas las galaxias hay un agujero negro supermasivo –más de un millón de veces más masivo que el Sol–, pero la verdad es que todavía no sabemos mucho sobre ellos. Tampoco comprendemos por qué las galaxias jóvenes se llenan de estrellas que se forman rápidamente, ni qué hace que finalmente este proceso se detenga a medida que la galaxia evoluciona.

Los científicos han sospechado por décadas que la energía que sale de los agujeros negros supermasivos «sacia» este proceso de alguna manera, pero ahora los investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz, EEUU, han encontrado la primera evidencia directa de que esto es efectivamente lo que está pasando.

El equipo también ha demostrado que la masa del agujero negro en cuestión determina qué tan pronto se apaga la formación de estrellas en una galaxia. En otras palabras, los agujeros negros supermasivos no solo están formando galaxias, sino que están controlando cuántas estrellas tienen.

«Esta es la primera evidencia observacional directa donde podemos ver el efecto del agujero negro en la historia de formación estelar de la galaxia», dijo Jean Brodie, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California y coautor del artículo publicado en Nature.

Para este estudio de galaxias, las masas de los agujeros negros centrales ya habían sido medidas en trabajos previos. Esto se había hecho según la actividad de los objetos que los rodeaban en el espacio.

Luego, el equipo analizó los espectros de estas galaxias (la cantidad de luz que proviene de ellas) para determinar su historia estelar y si todavía estaban activas y por cuánto tiempo.

Cuando compararon cuándo las galaxias habían dejado de formar estrellas con la masa de sus agujeros negros, encontraron sorprendentes diferencias, las que no pueden explicarse por ninguna otra propiedad de la galaxia: tamaño, forma o cinemática interna.

«Para las galaxias con la misma masa de estrellas pero diferente masa de agujeros negros en el centro, esas galaxias con agujeros negros más grandes se apagaron antes y más rápido que las que tienen agujeros negros más pequeños», explicó el primer autor, Ignacio Martín-Navarro, investigador postdoctoral en la UC Santa Cruz. «Entonces la formación de estrellas duró más tiempo en esas galaxias con agujeros negros centrales más pequeños», agregó.

Eso significa que la masa de un agujero negro impacta directamente en la rapidez con que la formación de estrellas deja de suceder en una galaxia.

Pero todavía hay trabajo por hacer, porque aún se desconoce el mecanismo que vincula la masa del agujero negro con la quintaesencia galáctica.

Una idea es que tiene que ver con el «núcleo galáctico activo» que se puede formar alrededor de un agujero negro. Los núcleos galácticos activos son discos de desechos alrededor de un agujero negro, que emiten enormes cantidades de energía a medida que el agujero negro consume materia. Los más poderosos de estos son quásares.

Un documento publicado en diciembre reveló que, en consonancia con los modelos de evolución galáctica, los vientos del quásar (retroalimentación del núcleo galáctico activo) soplan y dan forma al gas molecular del cual se forman las estrellas.

Se cree que este viento eventualmente «se apaga» o apaga la formación de estrellas, disipando el gas. Pero esta es solo una hipótesis.

«Hay diferentes formas en que un agujero negro puede poner energía en la galaxia y los teóricos tienen todo tipo de ideas sobre cómo se apaga, pero hay más trabajo por hacer para adaptar estas nuevas observaciones a los modelos», dijo otro coautor del nuevo estudio, el profesor Aaron Romanowsky.

El Ciudadano, vía Science Alert