Los astrónomos que usan el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA han descubierto una conexión sorprendente entre un agujero negro supermasivo y la galaxia donde reside.
Los potentes chorros de radio del agujero negro, que normalmente suprimen la formación de estrellas, están estimulando la producción de gas frío en el halo extendido de gas caliente de la galaxia. Este suministro recientemente identificado de gas frío y denso podría eventualmente alimentar el nacimiento futuro de las estrellas, así comoalimentar el agujero negro en sí.
Los investigadores utilizaron ALMA para estudiar una galaxia en el corazón del Cúmulo Fénix, una colección de galaxias poco concurrida a unos 5.700 millones de años luz de la Tierra.
La galaxia central en este cúmulo alberga un agujero negro supermasivo que está en proceso de devorar gas formador de estrellas, que alimenta un par de chorros poderosos que brotan del agujero negro en direcciones opuestas al espacio intergaláctico. Los astrónomos se refieren a este tipodel sistema alimentado por agujero negro como un núcleo galáctico activo AGN.
Investigaciones anteriores con el observatorio de rayos X Chandra de la NASA revelaron que los chorros de este AGN están formando un par de gigantes "burbujas de radio", enormes cavidades en el plasma caliente y difuso que rodea la galaxia.
Estas burbujas en expansión deberían crear condiciones que sean demasiado inhóspitas para que el gas caliente circundante se enfríe y condense, que son pasos esenciales para la futura formación de estrellas.
Las últimas observaciones de ALMA, sin embargo, revelan largos filamentos de gas molecular frío condensado alrededor de los bordes exteriores de las burbujas de radio. Estos filamentos se extienden hasta 82,000 años luz desde cualquier lado del AGN. En conjunto contienen suficiente material para producir10 mil millones de soles.
"Con ALMA podemos ver que hay un vínculo directo entre estas burbujas de radio infladas por el agujero negro supermasivo y el futuro combustible para el crecimiento de galaxias", dijo Helen Russell, astrónoma de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y autora principal enun papel que aparece en el Revista astrofísica . "Esto nos da nuevas ideas sobre cómo un agujero negro puede regular el futuro nacimiento de una estrella y cómo una galaxia puede adquirir material adicional para alimentar un agujero negro activo".
La conexión de crecimiento AGN y Galaxy
Las nuevas observaciones de ALMA revelan conexiones previamente desconocidas entre un AGN y la abundancia de gas molecular frío que alimenta el nacimiento de las estrellas.
"Para producir chorros potentes, los agujeros negros deben alimentarse del mismo material que usa la galaxia para hacer nuevas estrellas", dijo Michael McDonald, astrofísico del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge y coautor del artículo ".los chorros que interrumpen la región y apagan la formación de estrellas. Esto ilustra cómo los agujeros negros pueden retrasar el crecimiento de sus galaxias anfitrionas ".
Sin una fuente significativa de calor, las galaxias más masivas del universo estarían formando estrellas a velocidades extremas que exceden por mucho las observaciones. Los astrónomos creen que el calor, en forma de radiación y chorros de un agujero negro supermasivo que se alimenta activamente, previenesobreenfriamiento de la atmósfera de gas caliente del grupo, suprimiendo la formación de estrellas.
Esta historia, sin embargo, ahora parece más compleja. En el Clúster de Phoenix, Russell y su equipo encontraron un proceso adicional que une la galaxia y su agujero negro. Los chorros de radio que calientan el núcleo de la atmósfera caliente del cúmulo también parecenEstimular la producción del gas frío requerido para sostener el AGN.
"Eso es lo que hace que este resultado sea tan sorprendente", dijo Brian McNamara, astrónomo de la Universidad de Waterloo, Ontario, y coautor del artículo. "Este agujero negro supermasivo está regulando el crecimiento de la galaxia al soplar burbujas ycalentando los gases a su alrededor. Sorprendentemente, también está enfriando suficiente gas para alimentarse ".
Este resultado ayuda a los astrónomos a comprender el funcionamiento del "termostato" cósmico que controla el lanzamiento de chorros de radio desde el agujero negro supermasivo.
"Esto también podría explicar cómo los agujeros negros más masivos fueron capaces de suprimir los destellos estelares y regular el crecimiento de sus galaxias anfitrionas en los últimos seis mil millones de años de la historia cósmica", señaló Russell.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :