Las galaxias y los agujeros negros crecen juntos

Es la conclusión del examen meticuloso a través de cientos de imágenes de galaxias en la investigación de Rebecca Minsley, estudiante de pregrado en el Instituto de Astronomía de Manoa (ifA) de la Universidad de Hawai, que trabajó durante 10 semanas con su mentora, la científica adjunta del proyecto del explorador espectroscópico Maunakea Andreea Petric. El trabajo ha sido publicado en Astrophysical Journal.

El gas y el polvo entre las estrellas, llamado medio interestelar (ISM), es el combustible tanto para el crecimiento de SMBH como para la formación de nuevas estrellas. Pero el trabajo reciente muestra que el ISM puede tener diferentes propiedades, especialmente ser más cálido, en galaxias que albergan un agujero negro supermasivo creciente en sus núcleos, en comparación con las galaxias que no lo tienen. El gas más cálido tiene menos probabilidades de colapsar en nuevas estrellas, por lo que este hallazgo puede sugerir que un SMBH central en crecimiento disminuye la capacidad de una galaxia para formar nuevas estrellas.

¿Qué podría ser responsable de calentar el ISM? La luz de las estrellas, especialmente de estrellas calientes, puede hacer esto. Pero las interacciones entre galaxias _cuando chocan o incluso pasan cerca unas de otras_ pueden producir ondas de choque a gran escala que comprimen gases menos densos, lo que hace que sea más probable que formen estrellas. Minsley estudió las formas de 630 galaxias utilizando imágenes de la encuesta Pan-STARRS. Ella clasificó las galaxias en fusiones, fusiones tempranas y no fusiones. Y luego comparó las formas con la salida de luz de las mismas galaxias en longitudes de onda del infrarrojo medio más largas, donde pudo estudiar las propiedades del ISM.

"Cuando las galaxias se acercan lo suficiente, pasan por una especie de danza galáctica hasta que finalmente se fusionan en una entidad singular. Estas interacciones tienen firmas bien documentadas que me permitieron clasificar nuestro conjunto de galaxias", dijo Minsley. "Este proyecto me dio una mayor apreciación por la complejidad y el enredo de todos los procesos que tienen lugar dentro de las galaxias y la investigación que se está realizando para deconstruir los sistemas galácticos es fascinante".

Minsley y sus colaboradores descubrieron que dentro de las galaxias con agujeros negros activos, el ISM es más cálido, las proporciones de gas molecular caliente a otros refrigerantes son mayores, y otras características de las partículas de polvo tienen un rango de valores más amplio que en las galaxias donde los agujeros negros están inactivos .

"En el universo cercano encontramos que el cálido ISM de las galaxias que albergan agujeros negros supermasivos en crecimiento en sus centros difiere de los que no lo hacen", explica Petric.

"Especulamos que los mismos procesos que canalizan el combustible al SMBH también nos permiten detectar la transferencia de energía de regreso al ISM de la galaxia". Petric agrega que las observaciones futuras más detalladas permitirán a los investigadores confirmar estos procesos de transferencia de energía.