Los jets de agujeros negros podrían definir el futuro de las galaxias enteras

Las galaxias, que pueden contener cientos de miles de millones de estrellas, se desarrollan a partir de gas frío y denso. Este material, conocido como medio circumgaláctico (CGM), rodea a las galaxias y juega un papel crucial en su evolución a largo plazo. Sin embargo, los astrónomos se han preguntado por qué muchas de estas galaxias no producen más estrellas, a pesar de tener tanto material disponible para formarlas.

Un estudio reciente liderado por Sanchayeeta Borthakur de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y Namrata Roy, actualmente en el Instituto de Investigación Raman (RRI), aporta una posible respuesta. Los investigadores descubrieron que los jets de plasma extremadamente caliente, lanzados por agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias, pueden afectar el gas mucho más allá de los límites visibles de la galaxia. Esto puede alterar el reservorio de material del que dependen las galaxias para su crecimiento futuro y, en consecuencia, influir en su capacidad para seguir formando estrellas.

"Este es un resultado revolucionario que resuelve el misterio de cómo los agujeros negros influyen en las galaxias, sus estrellas y la vida tal como la conocemos", expresó Borthakur, profesora asociada en la ASU. "Este trabajo abre una nueva dirección para explorar las complejidades de la conexión entre los agujeros negros supermasivos y cómo llegamos a estar aquí".

Cuando un agujero negro consume gas, libera enormes cantidades de energía y calor al material circundante. A pesar de su poder, estos agujeros negros son diminutos en comparación con sus galaxias anfitrionas. Por ejemplo, un agujero negro supermasivo puede ser del tamaño de nuestro sistema solar, mientras que la galaxia que lo rodea puede contener alrededor de 100 mil millones de sistemas solares.

Los investigadores estudiaron agujeros negros activos que producen jets potentes. Estos flujos estrechos de plasma caliente pueden extenderse más allá de los límites visibles de sus galaxias. Al combinar observaciones de cientos de galaxias con jets activos, los científicos utilizaron datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) junto con mediciones de radio de los jets del Estudio del Cielo de Dos Metros de LOFAR (LoTSS).

Los resultados revelaron que el gas no brilla de manera uniforme en todas las direcciones. El gas se ioniza y brilla más intensamente a lo largo del trayecto del jet, sugiriendo que los jets afectan el gas circundante de manera altamente direccional. Esta influencia podría hacer que las galaxias se vuelvan más silenciosas, limitando su capacidad para formar nuevas estrellas.

"Lo que más me emociona es la escala de esta conexión", comentó Roy. "Un agujero negro es increíblemente pequeño comparado con una galaxia, pero su impacto puede alcanzar cientos de miles de años luz, muy lejos en las extensiones exteriores de la galaxia. El jet transporta energía hacia afuera, y el gas se ilumina a lo largo de su trayectoria".

Este estudio proporciona evidencia clara de que los agujeros negros supermasivos pueden influir en las galaxias mucho más allá de sus regiones centrales. Al calentar y alterar el gas en el CGM, los jets pueden dificultar que ese material se enfríe y regrese hacia la galaxia, lo que limita el combustible disponible para la formación de nuevas estrellas.

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