Detectan viento molecular en galaxia gemela

Permite entender cómo los agujeros negros supermasivos contribuyen a la evolución de las galaxias

Un equipo internacional de astrónomos detectó en IRAS 17020+4544, una galaxia gemela de la Vía Láctea, viento molecular que permite comprender cómo los agujeros negros moldean a estos objetos al barrer los materiales necesarios para el nacimiento de nuevas estrellas.

Yair Krongold Herrera, Deborah Dultzin Kessler e Irene Cruz-González Espinoza, del Instituto de Astronomía de la UNAM, trabajaron con expertos del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en el estudio del objeto, ubicado a 800 millones de años luz de distancia.

Junto con especialistas de Italia, Bélgica, Estados Unidos, Finlandia, Holanda, Alemania y España, observaron con mayor detalle a IRAS 17020+4544, en la cual se descubrió hacia 2016 la presencia de viento de ultra alta velocidad, proveniente del agujero negro en su centro.

Krongold Herrera precisó que se considera a IRAS 17020+4544 una gemela de la Vía Láctea porque tiene el mismo tamaño, un agujero negro masivo en su centro igual al nuestro, es espiral y con una edad muy similar a nuestro vecindario galáctico.

“Cuando la observamos nos dimos cuenta de que tenía un viento que provenía de la región interna de la galaxia, cerca del agujero negro, a una velocidad de 30 mil kilómetros por segundo. Fue muy interesante porque este tipo de vientos sólo había sido observado en galaxias mucho más grandes, tipo cuásares”, puntualizó.

Representación artística de una galaxia activa con un fuerte viento molecular (filamentos morados) y de su núcleo constituido por un agujero negro supermasivo (punto negro) con disco de acreción (rojo/amarillo) del cual se expulsa un viento ultra rápido en rayos X (azul claro). Las imágenes no están a escala. Foto: ESA/ATG medialab/NASA/CXC y Nahks Tr'Ehn.
Representación artística de una galaxia activa con un fuerte viento molecular (filamentos morados) y de su núcleo constituido por un agujero negro supermasivo (punto negro) con disco de acreción (rojo/amarillo) del cual se expulsa un viento ultra rápido en rayos X (azul claro). Las imágenes no están a escala. Foto: ESA/ATG medialab/NASA/CXC y Nahks Tr’Ehn.

Está activa

Dultzin Kessler añadió que aunque IRAS 17020+4544 tiene un agujero negro de masa similar al de la Vía Láctea, la diferencia con la nuestra es que está acretando (tragando) materia, por lo que se le considera una galaxia activa.

A medida que el agujero negro consume la materia cerca de él, parte de ella se convierte en energía que produce una gran cantidad de luz que sale del núcleo de la galaxia de una región del tamaño del sistema solar y brilla más que todas las estrellas de aquélla, agregó Krongold Herrera.

“Nos llamó mucho la atención porque no es un objeto tan grande, pero tiene este viento que es capaz de alterar toda la galaxia. ¿Cómo lo hace? Al moverse tan rápido escapa de la zona del agujero negro y choca con el material interestelar de la galaxia y lo barre, permitiendo que todo el gas y el polvo se salgan. Si ya no hay material para que se formen estrellas aquélla deja de crecer”, aseveró el científico.

Esto intrigó al equipo encabezado por Anna Lia Longinotti y Olga Vega, del INAOE, que decidió estudiarlo pero ya no desde los rayos X que captan  bien el viento central caliente, sino revisando las ondas milimétricas, que detectan regiones frías en el cosmos, y para ello utilizaron al Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano.

Al ser barrido el material de la galaxia los expertos esperaban ver ya no un viento de alta velocidad, sino uno frío y de baja velocidad que contenga moléculas formadas por carbono y oxígeno. “La gran sorpresa fue que vimos también un viento molecular. Encontramos señales de moléculas de monóxido de carbono, material que habitualmente rota en la galaxia con una velocidad muy baja, de cien kilómetros por segundo, pero aquí vemos que esta emisión alcanza hasta mil kilómetros por segundo”, apuntó Krongold Herrera.

El experto aclaró que IRAS 17020+4544 es el tercer objeto donde se encuentran simultáneamente vientos ultrarrápidos y moleculares que pueden producir efectos realmente drásticos en la evolución de una galaxia.

“Cuando este viento termine de barrer el material, la galaxia dejará de crecer. La gran diferencia es que las otras galaxias donde se había detectado esto eran cuásares muy brillantes y gigantes; pero ésta es como la nuestra, por eso no creíamos que en ella se pudiera dar este tipo de retroalimentación.”

Composición artística del GTM observando la galaxia IRAS17020+4544. Izquierda: vista nocturna del GTM. Fondo: Imagen del campo de IRAS17020+4544 tomada en la Sloan Digital Sky Survey. El punto blanco brillante es el núcleo activo, el de color naranja es una estrella de campo. Derecha: espectro del GTM tomado por el espectrógrafo RSR. La intensa línea es emitida por moléculas de monóxido de carbono en la transición CO(1-0), presentes en el gas de la galaxia. La característica ancha remarcada en azul traza el viento molecular moviéndose a 700 km/s.
Composición artística del GTM observando la galaxia IRAS17020+4544. Izquierda: vista nocturna del GTM. Fondo: Imagen del campo de IRAS17020+4544 tomada en la Sloan Digital Sky Survey. El punto blanco brillante es el núcleo activo, el de color naranja es una estrella de campo. Derecha: espectro del GTM tomado por el espectrógrafo RSR. La intensa línea es emitida por moléculas de monóxido de carbono en la transición CO(1-0), presentes en el gas de la galaxia. La característica ancha remarcada en azul traza el viento molecular moviéndose a 700 km/s.

Además, el hallazgo de ese viento molecular completa otro descubrimiento previo del equipo de astrónomos: pues hace algún tiempo se encontraron burbujas arriba y abajo de la Vía Láctea, similares a huecos, de las cuales se pensó que pudieron formarse hace un millón de años si la galaxia hubiera estado activa.

“No sabíamos si fue activa o no… hoy vemos que es muy posible que sí, que están los vientos y se están inflando las burbujas con los vientos moleculares en galaxias como la nuestra”, destacó Krongold Herrera.

Al corroborar que galaxias como la nuestra pueden ser activas y generar este tipo de estructuras, nuevas interrogantes surgen para los científicos que continuarán revisando a IRAS 17020+4544 y otras galaxias con el GTM Alfonso Serrano, el cual ahora con su antena de 50 metros puede ofrecer una mayor resolución y calidad de los datos obtenidos.

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