Los vientos supermasivos del agujero negro ya soplaban menos de mil millones de años después del Big Bang
En el corazón de la mayoría de las galaxias hay un agujero negro supermasivo. Estas bestias de la gravedad pueden jugar un papel crucial en la formación y evolución de su galaxia. Pero los astrónomos aún no comprenden completamente cuándo la influencia de los agujeros negros se vuelve significativa. ¿Se formaron grandes agujeros negros al principio del universo, lo que provocó que se formaran galaxias a su alrededor? ¿O crecieron los agujeros negros después de que su galaxia primordial había comenzado a formarse? Podría llamar a esto el problema del huevo o la gallina. Pero un estudio reciente sugiere que las galaxias y sus agujeros negros supermasivos pueden tener una interacción mutua que les permita coevolucionar.
Las galaxias pueden alimentar su agujero negro acumulando gas y polvo en la región central. A su vez, a medida que el agujero negro consume esta materia, puede calentar el material, que trabaja para eliminar el gas y el polvo de las regiones de formación de estrellas. Una de las formas en que esto ocurre es a través de la producción de un viento galáctico. Así como el intenso calor del Sol crea una corriente de partículas ionizadas conocida como viento solar, el intenso calor del material cerca de un agujero negro puede crear un viento ionizado a escala galáctica.
M82 es una galaxia de explosión estelar con fuertes vientos galácticos. Crédito: Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / Universidad de Arizona
Estudios anteriores han demostrado que el viento galáctico de un agujero negro es eficaz para eliminar el gas de la galaxia. Esto puede frenar el crecimiento de las galaxias, ya que cuanto más gas tiene una galaxia en su región central, más activo es el agujero negro y más intensamente se elimina el gas. Los astrónomos generalmente han pensado que los vientos galácticos se forman relativamente tarde en el juego, una vez que una galaxia ha entrado en un período activo de producción de estrellas, como vemos en galaxias starburst. Pero este último trabajo encuentra que los vientos galácticos pueden formarse bastante temprano en la vida de una galaxia.
El trabajo se centra en una galaxia conocida como J1243 + 0100. La galaxia está tan distante que su luz ha viajado durante 13,1 mil millones de años. Utilizando datos del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), el equipo observó un flujo de gas que se movía a 500 km / s desde la galaxia. Esto es consistente con el flujo de vientos galácticos en galaxias más cercanas. El equipo también pudo medir la masa del agujero negro supermasivo, así como la masa de su galaxia.
J1243 + 0100 es la galaxia más joven que hemos visto que tiene viento galáctico, y esto sugiere que los vientos activos se forman temprano en la vida de una galaxia. Pero quizás más interesante sea la comparación de la masa del agujero negro con su galaxia. El estudio encontró que la proporción de masa es aproximadamente la misma que la proporción de masa de las galaxias más antiguas, incluida la de la Vía Láctea. Esto sugiere fuertemente una coevolución de los agujeros negros y las galaxias, de modo que el crecimiento de uno tiene un efecto directo sobre el crecimiento del otro. Por lo tanto, puede que no se trate de la gallina o el huevo, sino de hermanos, aproximadamente de la misma edad y formados por su vida juntos. Este es solo un ejemplo, por lo que el equipo planea observar varias galaxias jóvenes más para ver que el modelo de coevolución es preciso.
Referencia:Izumi, Takuma, et al. “ Subaru High-z Exploración de quásares de baja luminosidad (SHELLQs). XIII. Realimentación a gran escala y formación de estrellas en un quásar de baja luminosidad en z = 7,07 en la relación de masa entre el agujero negro local y el anfitrión. ”El diario astrofísico914.1 (2021): 36.