Nota de prensa

El turbulento nacimiento de un quásar

ALMA revela los secretos de la galaxia más luminosa conocida en el Universo

15 de Enero de 2016

La galaxia más brillante que se conoce en el Universo, denominada quásar W2246-0526, observada cuando el Universo tenía menos del 10% de su edad actual, es tan turbulenta que se encuentra en el proceso de expulsar la totalidad de su suministro de gas de formación estelar, según nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimimeter/ submillimeter Array (ALMA).

Los quásares son galaxias distantes con agujeros negros súper masivos muy activos en sus núcleos, que arrojan potentes chorros de partículas y radiación. La mayoría de los quásares brillan intensamente, pero una ínfima parte [1] de estos objetos energéticos pertenecen a un grupo singular, conocido como Hot DOGs, o Hot, Dust-Obscured Galaxies, los que incluyen la galaxia WISE J224607.57-052635.0 [2], que es la galaxia más luminosa que se conoce en el Universo.

Por primera vez, un equipo de investigaciones liderados por Tanio Díaz-Santos de la Universidad Diego Portales, en Santiago, Chile, ha utilizado las capacidades únicas de ALMA [3] para escudriñar el interior de W2246-0526, con el fin de rastrear el movimiento de átomos ionizados de carbono entre las estrellas de la galaxia.

“Se hallaron grandes cantidades de este material interestelar en condiciones extremadamente turbulentas y dinámicas, desplazándose a través de la galaxia a una velocidad de dos millones de kilómetros por hora”, afirmó el autor principal, Tanio Díaz-Santos.

Los astrónomos creen que este comportamiento turbulento podría estar vinculado al resplandor extremo de la galaxia. W2246-0526 descarga una luz equivalente a alrededor de 350 billones de soles. Esta pasmosa luminosidad es alimentada por un disco de gas que es sobrecalentado al girar en espiral hacia el agujero negro súpermasivo en el núcleo de la galaxia. La luz resplandeciente del disco de acreción en el centro de este Hot DOG no escapa directamente, sino que es absorbida por una envolvente y densa capa de polvo, la cual re-emite la energía como luz infrarroja [4].

Esta poderosa energía infrarroja tiene un impacto directo y violento sobre toda la galaxia. La región circundante al agujero negro es, al menos, 100 veces más brillante que el resto de la galaxia combinada, liberando así una radiación intensa pero localizada sobre W2246-0526, que ejerce enorme presión en toda la galaxia [5].

“Sospechábamos que esta galaxia estaba en una etapa de transformación en su vida, debido a la enorme cantidad de energía infrarroja”, afirmó el co-autor Peter Eisenhardt, Project Scientist de WISE, en el NASA's Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California.

“ALMA nos ha demostrado que la furiosa caldera en este galaxia está provocando un desbordamiento”, agregó Roberto Assef, también de la Universidad Diego Portales y líder de las observaciones con ALMA.

De continuar estas condiciones turbulentas, la intensa radiación infrarroja destruiría todo el gas interestelar de la galaxia. Los modelos de evolución de galaxias, basados en los nuevos datos de ALMA, indican que el gas interestelar ya se está expulsando de la galaxia en todas direcciones.

“Si este patrón continúa, es probable que W2246 eventualmente madure y se transforme en un quásar más tradicional”, concluyó Manuel Aravena, también de la Universidad Diego Portales. “Sólo ALMA, con su resolución inigualable, nos permite ver este objeto en alta definición para comprender un episodio tan importante en la vida de esta galaxia".

Notas

[1] Sólo uno de cada 3000 quásares observados se clasifica como Hot DOGs.

[2] El nombre completo de este notable objeto es WISE J224607.57-052635.0, y fue descubierto por la nave espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de NASA. El resto del nombre indica la ubicación exacta del quásar en el cielo.

[3] ALMA tiene la capacidad única de detectar la débil luz en longitudes de onda milimétrica que es emitida naturalmente por el carbono atómico.

[4] Debido a la expansión del Universo, la radiación infrarroja de W2246-0526 es desplazada hacia el rojo, a longitudes de onda milimétricas más largas - donde ALMA tiene alta sensibilidad – cuando es observada desde la Tierra.

[5]  En la mayoría de los otros quásares, esta proporción es mucho más modesta. El proceso de interacción mutua entre el agujero negro central de una galaxia y el resto de su material es conocido para los astrónomos como retroalimentación.

Información adicional

Este trabajo se presentó en el artículo científico titulado  "The Strikingly Uniform, Highly Turbulent Interstellar Medium of The Most Luminous Galaxy in the Universe”, por T. Díaz-Santos et al., que será publicado en la revista Astrophysical Journal Letters.

El equipo está integrado por T. Díaz-Santos (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), R. J. Assef (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), A. W. Blain (Universidad de Leicester, Reino Unido) , C.-W. Tsai (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, EE.UU.), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), P. Eisenhardt (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), J. Wu (Universidad de California Los Angeles, California, EE.UU.), D. Stern (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, EE.UU.) y  C. Bridge (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA).

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1602.