Nota de prensa

¿Descubierto Agujero Negro Creador de su Propia Galaxia?

30 de Noviembre de 2009

¿Qué viene primero: los agujeros negros súper masivos que devoran materia frenéticamente o las enormes galaxias donde éstos residen? Un escenario totalmente nuevo ha surgido a partir de una serie de recientes y extraordinarias observaciones de un agujero negro sin hogar, que indican que los agujeros negros pueden estar “construyendo” su propia galaxia madre. Este podría ser el eslabón perdido que se buscaba hace mucho tiempo para comprender por qué las masas de agujeros negros son mayores en galaxias que contienen más estrellas.

“La pregunta del ‘huevo o la gallina’ aplicada en el sentido de si acaso viene primero la galaxia o su agujero negro es uno de los temas más debatidos hoy en astrofísica”, dice David Elbaz, autor principal. “Nuestro estudio sugiere que los agujeros negros súper masivos pueden desencadenar la formación de estrellas y así, ‘construir’ sus propias galaxias madres. Este eslabón también puede explicar por qué las galaxias que albergan agujeros negros más grandes tienen más estrellas”.

Para llegar a una conclusión tan extraordinaria, el equipo de astrónomos realizó exhaustivas observaciones de un objeto peculiar, el cercano quásar HE0450-2958 (ver comunicado de ESO en inglés sobre un estudio previo de este objeto), al único que no se le ha detectado una galaxia madre [1]. HE0450-2958 está ubicado a unos 5 mil millones de años-luz de distancia.

Hasta ahora se había especulado que la galaxia madre del quásar estaba escondida detrás de grandes cantidades de polvo, entonces los astrónomos emplearon para las observaciones un instrumento de infrarrojo mediano en el Very Large Telescope de ESO [2]. A esas longitudes de onda, las nubes de polvo relucen en forma muy brillante y son fácilmente detectables. “Observar a estas longitudes de onda nos permitiría localizar el polvo que podría esconder la galaxia madre”, dice Knud Jahnke, quien dirigió las observaciones realizadas en el VLT. “Sin embargo, no encontramos nada. En cambio, descubrimos una galaxia aparentemente no relacionada en las cercanías del quásar que está produciendo estrellas a una velocidad frenética”.

Estas observaciones han proporcionado una nueva y sorprendente perspectiva del sistema. Mientras que alrededor del agujero negro no se revela ningún indicio de estrellas, la galaxia que la acompaña es extremadamente rica en estrellas muy jóvenes y brillantes. Está formando estrellas a una velocidad equivalente a unos 350 Soles por año, cien veces más que las velocidades de galaxias típicas en el Universo local.

Observaciones anteriores habían mostrado que la galaxia que la acompaña está, de hecho, bajo fuego: el quásar está arrojando un chorro de partículas altamente energéticas hacia su compañera, además de una corriente de gas que se desplaza rápidamente. La inyección de materia y energía hacia la galaxia indica que el mismo quásar podría estar induciendo la formación de estrellas y de esta forma, creando su propia galaxia madre; en tal escenario, las galaxias habrían evolucionado a partir de nubes de gas golpeadas por los energéticos chorros que emergen de los quásares.

“Los dos objetos tendrán que fusionarse en el futuro: el quásar se está moviendo a una velocidad de sólo unas pocas decenas de miles de km/hora con respecto a la galaxia que la acompaña y su separación es de sólo unos 22.000 años-luz”, dice Elbaz. “A pesar de que el quásar aún está ‘desnudo’, eventualmente estará ‘vestido’ cuando se fusione con su compañera rica en estrellas. Entonces finalmente residirá dentro de una galaxia madre como todos los demás quásares”.

De ahí que el equipo haya identificado a los chorros del agujero negro como posible conductor de la formación de galaxias, lo que también puede constituir el eslabón perdido y que se buscaba hace tanto tiempo para comprender por qué la masa de los agujeros negros es mayor en las galaxias que contienen más estrellas [3].

“Una extensión natural de nuestro trabajo es buscar objetos similares en otros sistemas”, dice Jahnke.

Los futuros instrumentos, tales como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, el European Extremely Large Telescope y el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ECA/CSA serán capaces de buscar tales objetos a distancias aún más grandes de nosotros, investigando la conexión entre agujeros negros y la formación de galaxias en el Universo más distante.

Notas

[1] Los agujeros negros súper masivos se encuentran en el centro de la mayoría de las grandes galaxias; a diferencia del inactivo y famélico que está ubicado en el centro de la Vía Láctea, se dice que una fracción de éstos está activo ya que engulle enormes cantidades de materia. Estas acciones frenéticas producen una copiosa liberación de energía a través de todo el espectro electromagnético; el caso de los quásares es especialmente espectacular pues el centro activo es tan sobrecogedoramente brillante que eclipsa la luminosidad de su galaxia madre.

[2] Esta parte del estudio está basado en observaciones realizadas a longitudes de onda de infrarrojo mediano, con el poderoso espectrómetro del VLT y la cámara para el instrumento de infrarrojo mediano (VISIR), combinado con información adicional que incluye: espectros adquiridos empleando VLT-FORS, fotografías ópticas e infrarrojas del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ES y observaciones en ondas de radio de la Australia Telescope National Facility.

[3] La mayoría de las galaxias en el Universo local contiene un agujero negro súper masivo con una masa alrededor de 700 veces menor a la masa del bulbo estelar. El origen de la relación entre la masa de este agujero negro versus la masa estelar es uno de los temas más debatidos en la astrofísica moderna.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en artículos publicados en la revista Astronomy & Astrophysics: “Quasar induced galaxy formation: a new paradigm?” por Elbaz y otros, y en el Astrophysical Journal “The QSO HE0450-2958: Scantily dressed or heavily robed? A normal quasar as part of an unusual ULIRG” por Jahnke y otros.

El equipo está compuesto por David Elbaz (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, Francia), Knud Jahnke (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Alemania), Eric Pantin (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, Francia), Damien Le Borgne (Paris University 6 and CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris, Francia) y Géraldine Letawe (Institut d'Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège, Bélgica).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está actualmente planificando un European Extremely Large Telescope, el E-ELT, telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo hacia el cielo”.

Enlaces

• Documentos científicos: http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/200912848/pdf y http://arxiv.org/abs/0906.0365
• Sitio web de David Elbaz
• Sitio web de Knud Jahnke

Contactos

David Elbaz
CEA, Saclay
France
Teléfono: +33 (0)1 69 08 54 39
Correo electrónico: delbaz@cea.fr

Knud Jahnke
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg Teléfono: +49 6221 528 398
Correo electrónico: jahnke@mpia-hd.mpg.de

Francisco Rodríguez (Contacto para medios de comunicación en Chile)
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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0946.