Descubren un Agujero Negro que Provoca la Formación Estelar en una Galaxia Enana

A menudo retratados como monstruos destructivos que mantienen cautiva la luz, los agujeros negros asumen un papel menos malvado en la última investigación del Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Un agujero negro en el corazón de la galaxia enana Henize 2-10 está creando estrellas en lugar de engullirlas. Aparentemente, el agujero negro está contribuyendo al estallido de la formación de nuevas estrellas que tiene lugar en la galaxia. La galaxia enana se encuentra a 30 millones de años luz de distancia, en la constelación austral Pyxis.

Descubren un Agujero Negro que Provoca la Formación Estelar en una Galaxia Enana

Una extracción de la región central de la galaxia enana con estallido estelar Henize 2-10 traza un flujo de salida, o puente de gas caliente de 230 años luz de largo, que conecta el agujero negro masivo de la galaxia y una región de formación estelar. Credits: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)

 

Hace una década, esta pequeña galaxia provocó un debate entre los astrónomos sobre si las galaxias enanas albergaban agujeros negros proporcionales a los gigantes supermasivos que se encuentran en el corazón de las galaxias más grandes. Este nuevo descubrimiento tiene al pequeño Henize 2-10, que contiene solo una décima parte del número de estrellas que se encuentran en nuestra Vía Láctea, listo para desempeñar un papel importante en la resolución del misterio de dónde provienen los agujeros negros supermasivos en primer lugar.

«Hace diez años, cuando era estudiante de posgrado y pensaba que dedicaría mi carrera a la formación de estrellas, miré los datos de Henize 2-10 y todo cambió», dijo Amy Reines, quien publicó la primera evidencia de un agujero negro en la galaxia en 2011 y es la investigadora principal de las nuevas observaciones del Hubble, publicadas en la edición del 19 de Enero de Nature.

«Desde el principio supe que algo inusual y especial estaba sucediendo en Henize 2-10, y ahora el Hubble ha proporcionado una imagen muy clara de la conexión entre el agujero negro y una región vecina de formación estelar ubicada a 230 años luz del agujero negro», dijo Reinés.

Esa conexión es una salida de gas que se extiende por el espacio como un cordón umbilical hacia una brillante guardería estelar. La región ya albergaba un denso capullo de gas cuando llegó el flujo de baja velocidad. La espectroscopia del Hubble muestra que el flujo de salida se movía a aproximadamente 1 millón de millas por hora, golpeando el gas denso como una manguera de jardín golpeando un montón de tierra y extendiéndose. Los cúmulos de estrellas recién nacidas salpican el camino de la propagación del flujo de salida, y sus edades también han sido calculadas por Hubble.

Este es el efecto opuesto de lo que se ve en las galaxias más grandes, donde el material que cae hacia el agujero negro es arrastrado por los campos magnéticos circundantes, formando chorros de plasma que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz. Las nubes de gas atrapadas en el camino de los chorros se calentarían mucho más allá de su capacidad para enfriarse y formar estrellas. Pero con el agujero negro menos masivo en Henize 2-10 y su salida más suave, el gas se comprimió lo suficiente como para precipitar la formación de nuevas estrellas.

«A solo 30 millones de años luz de distancia, Henize 2-10 está lo suficientemente cerca como para que el Hubble pudiera capturar imágenes y evidencia espectroscópica de un flujo de salida de un agujero negro muy claramente. La sorpresa adicional fue que, en lugar de suprimir la formación de estrellas, el flujo de salida estaba provocando el nacimiento de nuevas estrellas», dijo Zachary Schutte, estudiante graduado de Reines y autor principal del nuevo estudio.

Desde su primer descubrimiento de emisiones distintivas de radio y rayos X en Henize 2-10, Reines pensó que probablemente provenían de un agujero negro masivo, pero no tan supermasivo como los que se ven en galaxias más grandes. Sin embargo, otros astrónomos pensaron que era más probable que la radiación fuera emitida por un remanente de supernova, lo que sería un hecho familiar en una galaxia que está expulsando rápidamente estrellas masivas que explotan rápidamente.

«La asombrosa resolución del Hubble muestra claramente un patrón similar a un sacacorchos en las velocidades del gas, que podemos ajustar al modelo de un flujo de salida o tambaleo de un agujero negro. Un remanente de supernova no tendría ese patrón, por lo que es efectivamente nuestra de una prueba irrefutable de que se trata de un agujero negro», dijo Reines.

Reines espera que en el futuro se dirijan aún más investigaciones a los agujeros negros de las galaxias enanas, con el objetivo de usarlos como pistas para el misterio de cómo se formaron los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo. Es un rompecabezas persistente para los astrónomos. La relación entre la masa de la galaxia y su agujero negro puede dar pistas. El agujero negro en Henize 2-10 tiene alrededor de 1 millón de masas solares. En galaxias más grandes, los agujeros negros pueden tener más de mil millones de veces la masa de nuestro Sol. Cuanto más masiva es la galaxia anfitriona, más masivo es el agujero negro central.

Las teorías actuales sobre el origen de los agujeros negros supermasivos se dividen en tres categorías:

1.- Se formaron como agujeros negros de masa estelar más pequeños, a partir de la implosión de estrellas, y de alguna manera reunieron suficiente material para volverse supermasivos.
2.- Las condiciones especiales en los comienzos del universo permitió la formación de estrellas supermasivas, que colapsaron para formar «semillas» de agujeros negros masivos desde el principio.
3.- Las semillas de futuros agujeros negros supermasivos nacieron en densos cúmulos estelares, donde la masa total del cúmulo habría sido suficiente para crearlos de alguna manera a partir del colapso gravitacional.

Hasta ahora, ninguna de estas teorías de siembra de agujeros negros ha tomado la delantera. Las galaxias enanas como Henize 2-10 ofrecen pistas potenciales prometedoras, porque se han mantenido pequeñas durante el tiempo cósmico, en lugar de experimentar el crecimiento y las fusiones de galaxias grandes como la Vía Láctea. Los astrónomos creen que los agujeros negros de las galaxias enanas podrían servir como un análogo de los agujeros negros en el universo primitivo, cuando recién comenzaban a formarse y crecer.

«La era de los primeros agujeros negros no es algo que hayamos podido ver, por lo que realmente se ha convertido en la gran pregunta: ¿de dónde vienen? Las galaxias enanas pueden conservar algún recuerdo del escenario de siembra de agujeros negros que, de otro modo, ha sido perdido en el tiempo y el espacio», dijo Reines.

 

Fuente.- NASA

Deja un comentario