"Pepitas Rojas", Oro galáctico para astrónomos.
Agujeros negros que crecen de manera desmedida aplastando la formación de estrellas.
 |
| Ilustración de un agujero negro. Esta ilustración representa el agujero negro central en estas galaxias mencionadas anteriormente, que ayuda a determinar cuántas estrellas se han formado allí. (Crédito: NASA / CXC / M.Weiss). |
Hace aproximadamente una década, los astrónomos descubrieron una población de galaxias pequeñas pero masivas llamadas "pepitas rojas". Un nuevo estudio que utiliza el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA indica que los agujeros negros hallados en esas galaxias han aplastado la formación de estrellas en estas galaxias y que pueden haber usado parte del combustible estelar sin explotar para crecer en proporciones inusualmente masivas.
Las pepitas rojas fueron descubiertas por primera vez por el Telescopio Espacial Hubble a grandes distancias de la Tierra, lo que corresponde a veces a solo unos tres o cuatro mil millones de años después del Big Bang. Son reliquias de las primeras galaxias masivas que se formaron solo mil millones de años después del Big Bang. Los astrónomos piensan que son los antepasados de las galaxias elípticas gigantes vistas en el Universo local. Las masas de pepitas rojas son similares a las de las galaxias elípticas gigantes, pero solo tienen una quinta parte de su tamaño.
Mientras que la mayoría de las pepitas rojas se fusionaron con otras galaxias durante miles de millones de años, un pequeño número logró pasar inadvertido por la larga historia del cosmos. Estos "nuggets rojos" indemnes representan una oportunidad de oro para estudiar cómo las galaxias y el agujero negro supermasivo en sus centros actúan durante miles de millones de años de aislamiento.
Por primera vez se ha utilizado el observatorio espacial Chandra para estudiar el gas caliente en dos de estas pepitas rojas aisladas, MRK 1216 y PGC 032673. Se encuentran a solo 295 millones y 344 millones de años luz de la Tierra respectivamente, en lugar de miles de millones de años luz para los primeros nuggets rojos conocidos. Este gas caliente que emite rayos X contiene la huella de actividad generada por los agujeros negros supermasivos en cada una de las dos galaxias.
"Estas galaxias han existido durante 13 mil millones de años sin haber interactuado con otra de su tipo", dijo Norbert Werner de la Universidad de MTA-Eötvös Lendület Hot Universe y Astrophysics Research Group en Budapest, Hungría, quien dirigió el estudio. "Estamos descubriendo que los agujeros negros en estas galaxias toman el control y el resultado no es bueno para las nuevas estrellas que intentan formarse".
 |
| Imágenes ópticas de Hubble y de rayos X de Chandra de Mrk 1216. Los astrónomos que utilizaron Chandra descubrieron que los agujeros negros pueden haber aplastado la formación de estrellas en galaxias pequeñas pero masivas conocidas como "pepitas rojas". Estas son reliquias de las primeras galaxias masivas que se formaron en solo mil millones de años después del Big Bang, algunas de las cuales evitaron fusionarse con otras galaxias durante el tiempo cósmico. Estas imágenes muestran los datos de Chandra y los datos de Hubble de una de las galaxias en el último estudio, MRK 1216. Crédito: rayos X: NASA / CXC / MTA-Eötvös University / N. Werner et al., Óptico: NASA / STScI) |
La temperatura del gas caliente es más alta en el centro de la galaxia MRK 1216 en comparación con su entorno, mostrando los efectos del calentamiento reciente por el agujero negro. Además, se observa emisión de radio desde el centro de la galaxia, una firma de chorros de agujeros negros. Finalmente, la emisión de rayos X desde la vecindad del agujero negro es aproximadamente cien millones de veces menor que un límite teórico sobre qué tan rápido puede crecer un agujero negro, llamado "límite de Eddington", donde la presión de radiación externa se equilibra con la atracción hacia adentro de la gravedad. Este bajo nivel de emisión de rayos X es típico de los agujeros negros que producen chorros. Todos estos factores proporcionan una fuerte evidencia de que la actividad generada por los agujeros negros supermasivos centrales en estas galaxias rojas está suprimiendo la formación de nuevas estrellas.
Los agujeros negros y el gas caliente pueden tener otra conexión. Los autores sugieren que gran parte de la masa del agujero negro puede haberse acumulado a partir del gas caliente que rodea ambas galaxias. Los agujeros negros tanto en MRK 1216 como en PGC 032873 se encuentran entre los más conocidos, con masas estimadas de aproximadamente cinco mil millones de veces la del Sol, basadas en observaciones ópticas de las velocidades de las estrellas cerca de los centros de las galaxias. Además, las masas del agujero negro MRK 1216 y posiblemente el de PGC 032873 se estiman en un pequeño porcentaje de las masas combinadas de todas las estrellas en las regiones centrales de las galaxias, mientras que en la mayoría de las galaxias, la relación es de aproximadamente diez veces menos
"Aparentemente, abandonados a sus propios recursos, los agujeros negros pueden actuar como un matón", dijo el coautor Kiran Lakhchaura, también de la Universidad MTA-Eötvös.
"No solo impiden que se formen nuevas estrellas", dijo el coautor Massimo Gaspari, un becario Einstein de la Universidad de Princeton, "también pueden tomar parte de ese material galáctico y usarlo para alimentarse".
Además, el gas caliente en y alrededor de PGC 032873 es aproximadamente diez veces más débil que el gas caliente alrededor de MRK 1216. Debido a que ambas galaxias parecen haber evolucionado de forma aislada durante los últimos 13 mil millones de años, esta diferencia podría haber surgido de estallidos más feroces de agujeros negros de PGC 032873 en el pasado, que sopló la mayor parte del gas caliente de distancia.
"Los datos de Chandra nos dicen más sobre cómo ha sido el largo y solitario viaje a través del tiempo cósmico para estas galaxias rojas", dijo la coautora Rebecca Canning de la Universidad de Stanford. "Aunque las galaxias no han interactuado con otros, han mostrado mucha confusión interna".
Un documento que describe estos resultados en el último número de la publicación Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y está disponible en línea. El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian de Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.
Otros materiales sobre los hallazgos están disponibles en:
Para obtener más imágenes de Chandra, multimedia y materiales relacionados, visite:
Contactos de medios:
Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
