Los astrónomos han descubierto un proceso único de cómo las galaxias elípticas más grandes del universo continúan haciendo estrellas mucho después de sus años pico de nacimiento de estrellas. La exquisita alta resolución y la sensibilidad a la luz ultravioleta del telescopio espacial Hubble de la NASA permitieron a los astrónomos ver nudos brillantes de azul calienteestrellas que se forman a lo largo de los chorros de agujeros negros activos que se encuentran en los centros de galaxias elípticas gigantes.
Combinando datos del Hubble con observaciones de un conjunto de telescopios terrestres y espaciales, dos equipos independientes descubrieron que el agujero negro, los chorros y las estrellas recién nacidas son parte de un ciclo autorregulador. Chorros de alta energía disparados desde elEl agujero negro calienta un halo de gas circundante, controlando la velocidad a la que el gas se enfría y cae en la galaxia.
"Piense en el gas que rodea a una galaxia como una atmósfera", explicó el líder del primer estudio, Megan Donahue, de la Universidad Estatal de Michigan. "Esa atmósfera puede contener material en diferentes estados, al igual que nuestra propia atmósfera tiene gas, nubes,y lluvia. Lo que estamos viendo es un proceso como una tormenta eléctrica. A medida que los chorros impulsan el gas hacia afuera desde el centro de la galaxia, parte de ese gas se enfría y precipita en grupos fríos que caen hacia el centro de la galaxia como gotas de lluvia ".
"Las 'gotas de lluvia' eventualmente se enfriaron lo suficiente como para convertirse en nubes de gas molecular frío formadoras de estrellas, y las capacidades ultravioletas lejanas únicas de Hubble nos permitieron observar directamente estas 'lluvias' de formación estelar", explicó el líder del segundo estudio, Grant Tremblay, de la Universidad de Yale. "Sabemos que estas duchas están vinculadas a los chorros porque se encuentran en filamentos y zarcillos que se envuelven alrededor de los chorros o abrazan los bordes de las burbujas gigantes que los chorros han inflado", dijo Tremblay, "Y terminan formando un "charco" de gas en forma de estrella alrededor del agujero negro central ".
Pero lo que debería ser un monzón de lluvia de gas se reduce a una simple llovizna por el agujero negro. Mientras que un poco de gas que fluye hacia afuera se enfriará, el agujero negro calienta el resto del gas alrededor de una galaxia, lo que evita que se forme toda la envoltura gaseosaenfriamiento más rápido. Todo el ciclo es un mecanismo de retroalimentación autorregulable, como el termostato en el sistema de calefacción y enfriamiento de una casa, porque el "charco" de gas alrededor del agujero negro proporciona el combustible que alimenta los chorros. Si ocurre demasiado enfriamiento, los chorros se vuelven más poderosos y agregan más calor. Y si los chorros agregan demasiado calor, reducen su suministro de combustible y eventualmente se debilitan.
Este descubrimiento explica el misterio de por qué muchas galaxias elípticas en el universo actual no están en llamas con una mayor tasa de nacimiento de estrellas. Durante muchos años, la pregunta ha persistido de por qué las galaxias inundadas de gas no convierten todo esogas en estrellas. Los modelos teóricos de la evolución de las galaxias predicen que las galaxias actuales más masivas que la Vía Láctea deberían estallar en formación de estrellas, pero ese no es el caso.
Ahora los científicos entienden este caso de desarrollo detenido, donde un ciclo de calentamiento y enfriamiento mantiene el nacimiento de las estrellas bajo control. Una ligera llovizna de gas refrigerante proporciona suficiente combustible para que los chorros del agujero negro central mantengan caliente el resto del gas de la galaxia.Los investigadores muestran que las galaxias no necesitan eventos fantásticos y catastróficos como las colisiones de galaxias para explicar las lluvias de nacimientos de estrellas que ven.
El estudio dirigido por Donahue examinó la luz ultravioleta lejana de una variedad de galaxias elípticas masivas encontradas en la Encuesta de Lentes y Supernovas de Clúster con Hubble CLASH, que contiene galaxias elípticas en el universo distante. Estas incluyeron galaxias que están lloviendo yformando estrellas, y otras que no lo son. En comparación, el estudio de Tremblay y sus colegas observó solo galaxias elípticas en el universo cercano con fuegos artificiales en sus centros. En ambos casos, los filamentos y nudos de nacimiento de estrellas parecen ser muyfenómenos similares.Un estudio independiente anterior, dirigido por Rupal Mittal del Instituto de Tecnología de Rochester y el Instituto Max Planck de Física Gravitacional, también analizó las tasas de nacimientos de estrellas en las mismas galaxias que la muestra de Tremblay.
Los investigadores fueron ayudados por un nuevo y emocionante conjunto de simulaciones por computadora de la hidrodinámica de los flujos de gas desarrollado por Yuan Li de la Universidad de Michigan. "Esta es la primera vez que ahora tenemos modelos en la mano que predicen cómo deberían ser estas cosasmirar ", explica Donahue." Y cuando comparamos los modelos con los datos, hay una asombrosa similitud entre las lluvias formadoras de estrellas que observamos y las que ocurren en las simulaciones. Estamos obteniendo una visión física que luego podemos aplicar amodelos
Junto con el Hubble, que muestra dónde están las estrellas antiguas y las nuevas, los investigadores utilizaron el Galaxy Evolution Explorer GALEX, el Observatorio Espacial Herschel, el Telescopio Espacial Spitzer, el Observatorio de rayos X Chandra, el Multi de rayos X-Mirror Mission XMM-Newton, el Jansky Very Large Array JVLA del Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO, el telescopio Kitt Peak WIYN de 3.5 metros del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica NOAO y el medidor de 6.5 metros Magellan Baadetelescopio. Juntos, estos observatorios pintan la imagen completa de dónde está todo el gas, desde el más caliente hasta el más frío. El conjunto de telescopios muestra cómo funcionan los ecosistemas de galaxias, incluido el agujero negro y su influencia en su galaxia anfitriona y el gas que lo rodea.galaxia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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