El último aliento de las galaxias masivas
La investigadora del IEEC en el ICE-CSIC Mar Mezcua ha participado en esta investigación junto con astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de Southampton
Un equipo de astrónomos propone un escenario en el que las galaxias con núcleos activos pueden experimentar un periodo de rápido nacimiento de estrellas antes de apagarse por completo. La investigación, realizada por científicos de la Universidad de Southampton, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), se ha publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
El estudio sugiere que las galaxias activas –que albergan agujeros negros en continuo crecimiento y, como consecuencia, emiten grandes cantidades de energía y radiación– han aumentado temporalmente la velocidad a la que forman estrellas al acumular gas reciente de su entorno.
«La causa de que se haya reducido la formación de estrellas en galaxias continúa siendo un misterio y una fuente de debate», dice la Dra. Mar Mezcua, investigadora del Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el ICE que participa en este estudio.
El universo está lleno de billones de galaxias y cada una se compone de miles de millones de estrellas. Hasta ahora, la mayoría de los datos muestran evidencia clara de que la formación de estrellas en galaxias disminuye constantemente con el tiempo, pero esta nueva investigación muestra evidencia de un aumento repentino en la formación de estrellas justo antes de que la formación estelar se apague.
Se cree que la mayoría o prácticamente todas las galaxias masivas acogen agujeros negros supermasivos en sus centros. Cuando los agujeros negros supermasivos acumulan gas de forma activa, pueden irradiar tanta energía como la galaxia en la que residen. La imagen generalizada es que los vientos fuertes y chorros de materia producidos por el núcleo activo de galaxia (AGN, en sus siglas en inglés) pueden expulsar o calentar gas dentro de la galaxia anfitriona, eliminando el material necesario para la formación de estrellas.
El equipo utilizó nuevas técnicas de análisis de datos usando una gran muestra de más de 3.000 galaxias activas cercanas que albergan un núcleo activo para medir cómo ha cambiado la formación estelar de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico. Así, los investigadores descubrieron que las galaxias cercanas que albergaban núcleos activos no solo estaban reduciendo gradualmente su tasa de formación de estrellas, sino que estaban atravesando una ‘fase de rejuvenecimiento’. La mayoría de galaxias de la muestra con agujeros negros activos muestran señales claras de tener una tasa de formación de estrellas en aumento y no en disminución en épocas recientes.
El Dr. Ignacio Martín-Navarro, investigador del IAC y principal autor del estudio, comenta sobre los resultados: «Las galaxias pueden sufrir varios episodios de rejuvenecimiento hasta que finalmente se vuelven inactivas. La energía liberada acumulativamente por los agujeros negros supermasivos durante estos episodios de rejuvenecimiento posiblemente esté relacionada con la reducción observada, pero todavía hay mucho trabajo teórico y de observación por hacer hasta que podamos tener una comprensión satisfactoria de un proceso tan complejo».
La formación de estrellas suele ser extremadamente corta en términos cosmológicos: el periodo en el que las galaxias forman estrellas puede tener una centésima parte (o menos) de la edad del universo. El equipo concluyó que la actividad actual del núcleo activo puede estar contribuyendo a la disminución del nacimiento de estrellas, pero no es la causa. El rejuvenecimiento de galaxias con núcleos activos puede ser, por tanto, el ‘último aliento’ de la vida de las galaxias antes de que dejen de crear nuevas estrellas.
Nota de prensa hecha en colaboración con la Oficina de Comunicación del ICE.
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Esta investigación se presenta en un artículo titulado «Rejuvenation triggers nuclear activity in nearby galaxies», de I. Martín-Navarro, M. Mezcua et al., publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 13 de diciembre de 2021.
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