Investigadores de la Universidad de Kansas han descrito una galaxia a más de 5.250 millones de años luz de distancia que atraviesa una etapa rara vez vista en su ciclo de vida galáctico. Sus hallazgos se publicaron recientemente en la Revista astrofísica .
La galaxia, denominada CQ 4479, muestra características que normalmente no coexisten: un núcleo galáctico activo luminoso de rayos X AGN y un suministro de gas frío que alimenta las altas tasas de formación de estrellas.
"Las galaxias masivas, como nuestra propia Vía Láctea, albergan un agujero negro supermasivo en sus corazones; estos son agujeros negros que crecen al acrecer gas interestelar sobre sí mismos para volverse más masivos", dijo Kevin Cooke, autor principal e investigador postdoctoralen el Departamento de Física y Astronomía de KU. "Se cree que el final del crecimiento galáctico ocurre cuando esta acumulación de gas en el agujero negro ocurre en cantidades suficientes que produce una enorme cantidad de energía. Entonces, toda esa energía que rodea al agujero negroen realidad, calienta el resto del gas en toda la galaxia de tal manera que no puede condensarse más para formar estrellas y el crecimiento de la galaxia se detiene ".
Los investigadores de KU, en cambio, encontraron que CQ 4479, una galaxia que nunca antes se había estudiado de cerca, todavía estaba generando nuevas estrellas a pesar del AGN luminoso en el centro de la galaxia.
"Normalmente, esperamos que apague todo lo demás", dijo Cooke. "Pero, en cambio, vemos que se forman cantidades masivas de nuevas estrellas en esta galaxia. Por lo tanto, es una ventana de tiempo muy limitada en la que puedes ver tanto el negroagujero creciendo y las estrellas que lo rodean creciendo al mismo tiempo ".
Los investigadores observaron el quásar frío principalmente utilizando el telescopio infrarrojo SOFIA de la NASA, que se vuela a bordo de un avión Boeing 747. Otras mediciones se realizaron utilizando fotometría FUV-FIR y espectroscopia óptica. El trabajo fue financiado por una subvención de la NASA a la investigadora principal Allison Kirkpatrick, profesor asistente de física y astronomía en KU, quien coescribió el nuevo artículo.
Kirkpatrick dijo que los diversos métodos del equipo para observar la galaxia mostraron datos contradictorios, lo que hace que la naturaleza de CQ 4479 sea aún más enigmática.
"Lo que es realmente único acerca de esta fuente es que tenemos diferentes medidas de la producción de energía cerca del agujero negro", dijo Kirkpatrick. "Eso te dice qué tan rápido está creciendo el agujero negro y también su retroalimentación en la galaxia anfitriona que puede apagarseformación de estrellas. Tenemos de todo, desde rayos X hasta ópticos e infrarrojos, por lo que podemos medir varias firmas diferentes de la producción de energía del agujero negro. Y las firmas no concuerdan, eso es realmente raro. Una interpretación esel crecimiento del agujero negro se está desacelerando, porque los rayos X provienen justo al lado del agujero negro, mientras que las firmas ópticas provienen de un poco más lejos y las firmas infrarrojas provienen de más lejos también. Esencialmente, menos energíaparece estar produciéndose alrededor del agujero negro ahora que en el pasado. "
Los investigadores parecen estar mirando una instantánea de la galaxia durante una etapa fundamental de su vida útil.
"Creo que esta es una galaxia que atraviesa una crisis de la mediana edad", dijo Kirkpatrick. "Está pasando por un último estallido de formación estelar. La mayor parte de su masa solar ya está en su lugar. Está formando algunas estrellas más ahora, y la cosaeso finalmente lo va a matar está comenzando a hacer efecto ".
En parte, la investigación en KU fue realizada por el estudiante de pregrado y coautor de Kirkpatrick, Michael Estrada, ahora estudiante de posgrado en la Universidad de Florida.
"Hizo el análisis de datos de la espectroscopía óptica y midió la masa del agujero negro por nosotros", dijo Kirkpatrick.
Aún quedan otras preguntas sobre la estructura física de la galaxia porque la instrumentación actual disponible para los astrónomos no proporciona imágenes lo suficientemente claras de CQ 4479.
"La imagen que tenemos muestra una mancha central y luego una mancha un poco más pequeña debajo de ella", dijo Kirkpatrick. "Así que no tenemos un buen sentido de cómo se ve esta galaxia porque el AGN central es tan brillante que brillael resto de la galaxia anfitriona. Este es un problema real que afecta a todos los estudios de AGN: cuando se trata de las cosas más luminosas, tienden a eclipsar a su anfitrión en casi todas las longitudes de onda ".
Los investigadores dijeron que el CQ 4479 requeriría más estudio, particularmente utilizando el Observatorio ALMA y el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el telescopio espacial más poderoso jamás diseñado y actualmente programado para su lanzamiento el 31 de octubre de 2021. Tanto Cooke como Kirkpatrick esperanrealizar más investigaciones del extraño quásar frío una vez que se lanza el telescopio.
"Actualmente contamos con James Webb, porque tendrá una resolución excelente y deberíamos poder ver longitudes de onda en las que podemos ver la forma de la galaxia", dijo Kirkpatrick. "Otra buena opción sería ALMA. PeroLamentablemente, ALMA se ha cerrado temporalmente debido a COVID. Nos hemos visto frustrados al ver la galaxia anfitriona ".
La importancia de comprender los extraños procesos en curso en una galaxia a 5.250 millones de años luz de la Tierra puede parecer vaga al principio, pero Cooke dijo que una mejor comprensión del quásar frío podría mejorar la comprensión del cosmos y el destino de nuestra propia galaxia.
"Esto se relaciona mucho con preguntar '¿de dónde venimos?' Y '¿qué procesos estuvieron involucrados en la creación de galaxias?' Y eso es importante porque vivimos en una galaxia", dijo Cooke. "Vivimos en unade estas vastas colecciones de miles de millones de estrellas y conocer los procesos de lo que creó nuestro hogar es información valiosa. Tratar de comprender preguntas importantes como estas también estimula importantes desarrollos de ingeniería aquí en la Tierra, como la tecnología de detectores y toda la ingeniería sofisticada que conllevaen el telescopio SOFIA: hay muchas formas en que este tipo de trabajo nos beneficia aquí en la Tierra ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kansas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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