Confirman que los agujeros negros regulan formación estrellas en galaxias masivas

Un equipo internacional del que forman parte investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias y de la Universidad de La Laguna ha obtenido por primera vez claras evidencias de que la masa del agujero negro central en galaxias masivas afecta a la formación de nuevas estrellas.

Esta había sido una hipótesis ampliamente aceptada, clave en la simulación teórica de galaxias masivas, pero que carecía de confirmación observacional, informa en un comunicado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), que indica que los resultados de esta investigación fueron publicados ayer en la revista 'Nature'. Los centros de las galaxias masivas se encuentran entre las regiones más exóticas del Universo, pues albergan agujeros negros supermasivos con masas en torno a millones e incluso miles de millones de masas solares.

Estos agujeros negros son capaces de inducir la caída de abundante material hacia ellos produciendo así la emisión de enormes cantidades de energía hasta su final inmersión en el agujero negro. Además, durante este período se expulsa material hacia el exterior en forma de chorros a altas velocidades capaces de producir violentos choques con el material que lo rodea. Desde hacía tiempo se pensaba que toda esta emisión de luz y partículas hacia las partes más externas, así como el crecimiento del agujero negro central, debía de influir en la manera en la que estas galaxias forman estrellas dificultando dicha formación.

El primer autor del artículo, Ignacio Martín, quien fue estudiante de doctorado del IAC y actualmente es investigador de la Universidad de California en Santa Cruz (Estados Unidos) y del Max Planck Institute for Astronomy (Alemania), indica que esta influencia permitiría explicar relaciones como la existente entre la masa del agujero negro central y la masa total estelar. De hecho, sin esta retroalimentación las simulaciones de formación y evolución de galaxias masivas fallan drásticamente tanto en reproducir las propiedades de éstas como en el número de galaxias predichas de una masa determinada, agrega. Sin embargo, hasta la fecha no había ninguna evidencia observacional en favor de esta idea cada vez más asentada y establecida.

En este trabajo, añade el astrofísico, se analizan los espectros centrales de 74 galaxias con los datos del Hobby-Eberle Telescope Massive Galaxy Survey con el fin de obtener cómo el ritmo de formación estelar en estos sistemas ha cambiado a lo largo de su vida. Para ello se utilizan códigos que permiten comparar espectros observados con aquellos predichos por modelos de evolución estelar y de esta manera, agrega, se puede saber cuántas estrellas de diversas edades habitan cada una de las galaxias observadas.

Como resultado de este análisis, explica Tomás Ruiz, investigador del IAC y otro de los autores del artículo de Nature, se encuentran distintas historias de formación estelar para galaxias que albergan agujeros negros de diversas masas. "Este hallazgo sugiere de manera clara que, efectivamente, agujeros negros supermasivos centrales son capaces de afectar a la formación estelar a lo largo de toda la galaxia y, es más, que dicho efecto neto depende de la masa de los mismos", precisa.

De acuerdo con este análisis las galaxias con agujeros negros más masivos en sus centros presentan un mayor ritmo de formación estelar inicial, llevando a la formación de un agujero negro más masivo que pronto es capaz de frenar la formación estelar en estos sistemas. Por el contrario, este proceso se produce mucho más lentamente en aquellas galaxias que actualmente albergan agujeros negros menos masivos, empezando además con una menor eficiencia de formación estelar.

Concretamente, subraya Ruiz, galaxias con agujeros negros centrales más masivos forman la mayoría de su masa (95%) hasta 4.000 millones de años antes que en el caso de las galaxias con agujeros negros menos masivos. De la misma manera, la formación estelar más reciente (durante los últimos 700 millones de años) es mayor en el caso de galaxias con agujeros negros menos masivos, explica.