Un agujero negro que "deja morir de hambre" a su galaxia anfitriona

El telescopio espacial James Webb ha confirmado que los agujeros negros supermasivos pueden privar a sus galaxias anfitrionas del combustible que necesitan para formar nuevas estrellas. Un equipo internacional, codirigido por la Universidad de Cambridge, utilizó el telescopio Webb para observar una galaxia de aproximadamente el tamaño de la Vía Láctea en el universo primitivo, unos 2.000 millones de años después del Big Bang. Como la mayoría de las grandes galaxias, tiene un agujero negro supermasivo en su centro. Sin embargo, esta galaxia está esencialmente "muerta": ha dejado de formar nuevas estrellas. Los resultados se publican en la revista Nature Astronomy. "Basándonos en observaciones anteriores, sabíamos que esta galaxia estaba en un estado extinguido: no está formando muchas estrellas dado su tamaño, y esperamos que haya un vínculo entre el agujero negro y el final de la formación estelar", dijo en un comunicado el coautor principal, el Dr. Francesco D'Eugenio, del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge. "Sin embargo, hasta Webb, no habíamos podido estudiar esta galaxia con suficiente detalle para confirmar ese vínculo, y no sabíamos si este estado extinguido era temporal o permanente". LA GALAXIA DE PABLO Esta galaxia, llamada oficialmente GS-10578 pero apodada "galaxia de Pablo" en honor al colega que decidió observarla en detalle, es masiva para un período tan temprano en el universo: su masa total es aproximadamente 200.000 millones de veces la masa de nuestro sol, y la mayoría de sus estrellas se formaron hace entre 12.500 y 11.500 millones de años. "En el universo temprano, la mayoría de las galaxias estaban formando muchas estrellas, por lo que es interesante ver una galaxia muerta tan masiva en este período de tiempo", dijo el coautor, el profesor Roberto Maiolino, también del Instituto Kavli de Cosmología. "Si tuvo tiempo suficiente para llegar a este tamaño masivo, cualquier proceso que detuvo la formación de estrellas probablemente sucedió relativamente rápido". Utilizando el telescopio Webb, los investigadores detectaron que esta galaxia está expulsando grandes cantidades de gas a velocidades de unos 1.000 kilómetros por segundo, lo que es lo suficientemente rápido como para escapar de la atracción gravitatoria de la galaxia. Estos vientos de rápido movimiento están siendo "empujados" fuera de la galaxia por el agujero negro. Al igual que otras galaxias con agujeros negros en proceso de acreción, la "galaxia de Pablo" tiene vientos de salida rápidos de gas caliente, pero estas nubes de gas son tenues y tienen poca masa. El telescopio Webb detectó la presencia de un nuevo componente de viento, que no se podía ver con telescopios anteriores. Este gas es más frío, lo que significa que es más denso y, fundamentalmente, no emite luz. El telescopio Webb, con su sensibilidad superior, puede ver estas nubes de gas oscuro porque bloquean parte de la luz de la galaxia que está detrás de ellas. La masa de gas que se expulsa de la galaxia es mayor que la que la galaxia necesitaría para seguir formando nuevas estrellas. En esencia, el agujero negro está matando de hambre a la galaxia. "Encontramos al culpable", dijo D'Eugenio. "El agujero negro está matando a esta galaxia y manteniéndola inactiva, cortando la fuente de 'alimento' que la galaxia necesita para formar nuevas estrellas". Aunque los modelos teóricos anteriores habían predicho que los agujeros negros tenían este efecto sobre las galaxias, antes de Webb, no había sido posible detectar este efecto directamente. Los modelos anteriores habían predicho que el final de la formación de estrellas tiene un efecto violento y turbulento sobre las galaxias, destruyendo su forma en el proceso. Pero las estrellas en esta galaxia con forma de disco todavía se están moviendo de manera ordenada, lo que sugiere que este no es siempre el caso. "Sabíamos que los agujeros negros tienen un impacto masivo en las galaxias, y tal vez sea común que detengan la formación de estrellas, pero hasta Webb, no pudimos confirmarlo directamente", dijo Maiolino. "Es otra forma en que Webb es un gran paso adelante en términos de nuestra capacidad para estudiar el universo primitivo y cómo evolucionó". Nuevas observaciones con el Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA), dirigidas a los componentes de gas más fríos y oscuros de la galaxia, nos dirán más sobre si todavía hay combustible oculto para la formación de estrellas en esta galaxia y dónde está, y cuál es el efecto del agujero negro supermasivo en la región que rodea la galaxia.