Bajo presión, los agujeros negros se dan un festín
Un nuevo estudio de la Universidad de Yale muestra que algunos agujeros negros supermasivos prosperan bajo presión.
Imágenes de galaxias “medusa”. A la izquierda está la galaxia ESO 137-001, a partir de una combinación de imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Observatorio de Rayos X Chandra. A la derecha está una galaxia que se precipita en un cúmulo de galaxias simulado por RomulusC. / Yale University
Se sabe desde hace tiempo que cuando las galaxias distantes -y los agujeros negros supermasivos dentro de sus núcleos- se agrupan en cúmulos, estos cúmulos crean un entorno volátil y altamente presurizado. Las galaxias individuales que caen en cúmulos a menudo se deforman durante el proceso y comienzan a parecerse a medusas cósmicas.
Curiosamente, la intensa presión perturba la creación de nuevas estrellas en estas galaxias y acaba por “apagar” la alimentación normal del agujero negro desde el gas interestelar cercano. Pero no antes de permitirles un último festín de nubes de gas y alguna estrella ocasional.
Los investigadores también sugirieron que esta rápida alimentación podría ser responsable de la eventual falta de nuevas estrellas en esos ambientes. El equipo de investigación dijo que las “salidas” de gas, impulsadas por los agujeros negros, podrían estar deteniendo la formación de estrellas.
“Sabemos que los hábitos de alimentación de los agujeros negros supermasivos centrales y la formación de estrellas en la galaxia anfitriona están íntimamente relacionados. Entender precisamente cómo funcionan en diferentes entornos a gran escala ha resultado ser todo un desafío. Nuestro estudio ha revelado esta compleja interacción”, dijo el astrofísico Priyamvada Natarajan, cuyo equipo inició la investigación. Natarajan es profesor de astronomía y física en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale.
El estudio se publicó en la revista Astrophysical Journal Letters. El primer autor es Angelo Ricarte, un antiguo miembro del laboratorio de Natarajan ahora en Harvard, que comenzó este trabajo como estudiante de doctorado de Yale. Los coautores son el asociado postdoctoral del Centro de Astronomía y Astrofísica de Yale Michael Tremmel y Thomas Quinn de la Universidad de Washington.
El nuevo estudio se suma a un importante trabajo del grupo de investigación de Natarajan sobre cómo los agujeros negros supermasivos se forman, crecen e interactúan con sus galaxias anfitrionas en varios entornos cósmicos.
Los investigadores llevaron a cabo sofisticadas simulaciones de agujeros negros dentro de cúmulos de galaxias utilizando RomulusC, una simulación cosmológica que desarrollaron Tremmel, Quinn y otros.
Ricarte desarrolló nuevas herramientas para extraer información de RomulusC. Mientras analizaba la actividad de los agujeros negros en la simulación del cúmulo, dijo, notó “algo extraño que ocurre una vez que sus galaxias anfitrionas dejan de formar estrellas”. Sorprendentemente, a menudo detectaba un pico en la actividad de los agujeros negros al mismo tiempo que la galaxia moría”.
Ese “pico” sería el gran festín final del agujero negro, bajo presión.
Tremmel dijo que “RomulusC es único por su exquisita resolución y la forma detallada en que trata los agujeros negros supermasivos y sus entornos, permitiéndonos seguir su crecimiento”.
