Un agujero negro ‘mata de hambre’ a una galaxia del tamaño de la Vía Láctea

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Nuestra Vía Láctea tiene un agujero negro supermasivo en el centro llamado Sagitario A. Se cree que muchas, si no todas las galaxias elípticas y espirales, albergan un agujero negro supermasivo en su centro. Ahora, el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA acaba de confirmar que estos agujeros negros supermasivos pueden privar a sus galaxias anfitrionas del combustible que necesitan para formar nuevas estrellas, llevándolas a la muerte.

El equipo internacional, codirigido por la Universidad de Cambridge, apuntó el James Webb hacia una galaxia de aproximadamente el tamaño de la Vía Láctea en el universo primitivo, unos dos mil millones de años después del Big Bang. Efectivamente, en su centro albergaba un agujero negro supermasivo, pero la galaxia estaba esencialmente muerta. Es decir, había dejado prácticamente de formar nuevas estrellas.

“Basándonos en observaciones anteriores, sabíamos que esta galaxia se encontraba en un estado de extinción, no estaba formando las estrellas que debería considerando su tamaño, con lo que creíamos que exista un vínculo entre el agujero negro y el final de esta galaxia”, afirmó el coautor principal, el doctor Francesco D’Eugenio, del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge. “Sin embargo, hasta la llegada Webb, no habíamos podido estudiar esta galaxia con suficiente detalle como para confirmar ese vínculo, y tampoco sabíamos si este estado de extinción era temporal o permanente”.

La galaxia, llamada oficialmente GS-10578 pero apodada como galaxia de Pablo en honor al investigador que decidió observarla en detalle, es masiva para un período tan temprano en el universo. Su masa total es aproximadamente 200.000 millones de veces la masa de nuestro Sol, y la mayoría de sus estrellas se formaron hace entre 12,5 y 11,5 mil millones de años.

“En el universo primitivo, la mayoría de las galaxias estaban formando muchas estrellas, por lo que es interesante ver una galaxia muerta tan masiva en este período de tiempo”, apuntó el coautor de estudio, el profesor Roberto Maiolino, también del Instituto Kavli de Cosmología. “Si tuvo tiempo suficiente para alcanzar este tamaño masivo, el proceso que detuvo la formación de estrellas probablemente ocurrió relativamente rápido”.

Gracias al telescopio Webb, los investigadores detectaron que esta galaxia está expulsando grandes cantidades de gas a velocidades de unos 1.000 kilómetros por segundo, lo suficientemente rápido como para escapar de la atracción gravitatoria de la galaxia. Y que estos vientos rápidos están siendo empujados fuera de la galaxia por el agujero negro, según la investigación que acaba de publicar Nature Astronomy.

Al igual que otras galaxias con agujeros negros en proceso de absorción de materia, la galaxia de Pablo tiene vientos de gas caliente que salen rebotados rápidamente de ella. Se trata de nubes de gas tenues y con muy poca masa.

Webb detectó en esta galaxia la presencia de un nuevo componente en el viento, que no se podía ver con telescopios anteriores. Se trata de un gas más frío, lo que significa que es más denso y que no emite luz. Webb, con su sensibilidad superior, pudo captar estas nubes de gas oscuro porque bloquean parte de la luz de la galaxia que está detrás de ellas.

El resultado es que la masa de gas que se expulsa de la galaxia es mayor que la que necesitaría para seguir formando nuevas estrellas. En esencia, que el agujero negro está matando de hambre a la galaxia. “Hemos encontrado al culpable”, confirma D’Eugenio. “El agujero negro está matando la galaxia manteniéndola inactiva, cortándole la fuente de alimento que necesita”.

“Las estrellas que vemos en GS-10578 no son muy jóvenes, a eso nos referimos cuando decimos que la formación estelar se ha apagado”, apunta Pablo G. Pérez-González, investigador científico del Centro de Astrobiología (CAB) del CSIC-INTA (España), y quien precisamente da nombre a la galaxia. “Sin embargo, aún persisten algunas propiedades intrigantes de esta galaxia, como la gran emisión en el infrarrojo medio y lejano que apunta a la presencia de nubes de polvo alrededor del agujero negro supermasivo o un brote de formación estelar reciente que está tan oscurecido por ese polvo que es completamente invisible”.

Los modelos anteriores habían predicho que el final de la formación estelar tiene un efecto violento y turbulento sobre las galaxias, destruyendo su forma en el proceso. Pero las estrellas en esta galaxia con forma de disco todavía se mueven de manera ordenada, lo que sugiere que no siempre es así.

“Sabíamos que los agujeros negros tienen un impacto enorme en las galaxias y quizás es común que detengan la formación de estrellas, pero hasta el Webb no pudimos confirmarlo directamente”, dijo Maiolino. “Es otra demostración de que el Webb representa un gran avance en términos de nuestra capacidad para estudiar el universo primitivo y cómo evolucionó”.

Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA), dirigidas a los componentes gaseosos más fríos y oscuros de esta galaxia, permitirán descubrir si hay más combustible oculto para la formación de estrellas, dónde está, y cuál es el efecto del agujero negro supermasivo en la región que rodea la galaxia.

Fuente: https://www.elmundo.es/