Misterios de las galaxias elípticas.

Chandra ayuda a explicar por qué las galaxias elípticas son  "Galaxias rojas y muertas".
Varias galaxias elípticas en rayos X por Chandra.

El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha arrojado una nueva luz sobre el misterio de por qué las galaxias elípticas gigantes tienen pocas o ninguna estrellas jóvenes. Esta nueva evidencia destaca el importante papel que desempeñan los agujeros negros supermasivos en la evolución de sus galaxias de acogida.

Debido a que la actividad de formación de estrellas en muchas galaxias elípticas gigantes se ha reducido a niveles muy bajos, estas galaxias en su mayoría albergan estrellas de larga vida con masas bajas y colores ópticos rojos. Los astrónomos han llamado a estas galaxias "rojas y muertas".

Herschel.
Crédito: ESA
Anteriormente se pensaba que estas galaxias rojas y muertas no contienen grandes cantidades de gas frío, el combustible para la formación estelar, ayudando a explicar la falta de estrellas jóvenes. Sin embargo, los astrónomos han utilizado el Observatorio Espacial Herschel de la ESA para encontrar sorprendentemente grandes cantidades de gas frío en algunas galaxias elípticas gigantes. En una muestra de ocho galaxias, seis contienen grandes depósitos de gas frío. Esta es la primera vez que los astrónomos han visto grandes cantidades de gas frío en galaxias elípticas gigantes que no están localizadas en el centro de un conglomerado masivo de galaxias.

Con un montón de gas frío, los astrónomos esperan que muchas estrellas se formen en estas galaxias, contrariamente a lo que se observa. Para intentar entender esta inconsistencia, los astrónomos estudiaron las galaxias en otras longitudes de onda, incluyendo rayos X y ondas de radio. Las observaciones de Chandra muestran la temperatura y la densidad del gas caliente en estas galaxias. Para las seis galaxias que contienen abundante gas frío, incluyendo NGC 4636 y NGC 5044 mostradas aquí, los datos de rayos X proporcionan evidencia de que el gas caliente se está enfriando, proporcionando una fuente para el gas frío observado con Herschel. Sin embargo, el proceso de enfriamiento se detiene antes de que el gas frío se condense para formar estrellas. La pregunta que se hacen los astrónomos es: ¿Qué impide que las estrellas se formen?

Una pista fuerte viene de las imágenes de Chandra. El gas caliente en el centro de las seis galaxias que contienen gas frío parece estar mucho más perturbado que en los sistemas fríos libres de gas. Esto es una señal de que el material ha sido expulsado de regiones cercanas al agujero negro central. Estos estallidos son posiblemente impulsados, en parte, por el gas grumoso, frío que se ha tirado en el agujero negro. Los estallidos arrojan la mayor parte de su energía al centro de la galaxia, donde se encuentra el gas frío, evitando que el gas frío se enfríe lo suficiente para formar estrellas.

Chandra.
Las otras galaxias en la muestra, NGC 1399 y NGC 4472, también están formando pocas o ninguna estrellas, pero tienen un aspecto muy diferente. No se detectó gas frío en estas galaxias, y el gas caliente en sus regiones centrales es mucho más suave. Además, tienen poderosos chorros de partículas altamente energéticas, como se muestra en las imágenes de radio de Karl G. Jansky de la Fundación Nacional de Ciencias Very Large Array. Estos chorros son conducidos probablemente por el gas caliente que cae hacia los agujeros negros supermasivos centrales. Empujando contra el gas caliente, los chorros crean enormes cavidades que se observan en las imágenes de Chandra que se podrían calentar con el calor emitiendo rayos X de gas, evitando que se enfríe para formar estrellas. Los centros de NGC 1399 y NGC 4472 parecen más lisos en rayos X que las otras galaxias, probablemente debido a que sus chorros más potentes producen cavidades más alejadas del centro, donde la emisión de rayos X es más débil, dejando sus núcleos brillantes inalterados.

Un artículo que describe estos resultados fue publicado en la edición del 25 de febrero de 2014 de los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica y está disponible en línea. El primer autor es Norbert Werner de la Universidad de Stanford en California.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.

Crédito:
Rayos X: NASA / CXC / Stanford Univ / N.Werner et al.

Publicado en Chandra el 30 de mayo de 2014.