Los agujeros negros supermasivos alteran la evolución química de las galaxias, según un estudio
Un equipo internacional de científicos ha demostrado que los agujeros negros supermasivos no solo afectan la estructura de las galaxias, sino también su evolución química. La investigación, en la que participa el Gran Telescopio de Canarias (Grantecan), está liderada por el Centro de Astrobiología (CAB) con la colaboración del Instituto de Astronomía y Astrofísica de Taiwán y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). El estudio muestra cómo la actividad de un agujero negro supermasivo, en el centro de un cuásar, transforma la composición del gas en su galaxia.
El cuásar, nombre que reciben las galaxias recién nacidas, que han analizado, es SDSS 1430+1339 y se encuentra a más de mil millones de años luz de la Tierra. Descubierta gracia al proyecto de ciencia ciudadana Galaxy Zoo, ha sido apodado ‘Teacup’ por la forma de su burbuja de gas, que recuerda a una taza de té.
El papel de los cuásares y los agujeros negros supermasivos
Los cuásares, que son objetos extremadamente brillantes, albergan en su núcleo agujeros negros enormes, con una masa que puede superar en miles de millones de veces la del Sol. A su alrededor, se forma un disco de gas que cae hacia el agujero negro, en un proceso que genera fenómenos extremos. Entre ellos, los flujos de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz y los llamados «supervientos«, que expulsan gas y energía a gran velocidad.
El equipo responsable del estudio ha utilizado datos obtenidos con el instrumento MUSE del Very Large Telescope (VLT), del desierto de Atacama, Chile. Gracias a la espectroscopía de campo integral, los científicos han creado un mapa bidimensional de las abundancias relativas de oxígeno y nitrógeno en el gas de la galaxia Teacup. Este plano muestra cómo la actividad del agujero negro supermasivo afecta directamente a la composición química del gas.
La investigadora Montserrat Villar, del CAB y autora principal, ha explicado que el superviento generado por el agujero negro es el principal responsable de estos cambios. El estudio muestra que su acción afecta la composición química del gas a su paso por la galaxia y su impacto alcanza largas distancias.
Este cambio en la composición química puede deberse a varios escenarios: el superviento podría estar desplazando elementos pesados desde el núcleo galáctico hacia las regiones exteriores o bien podría estar induciendo la formación de estrellas en zonas alejadas del centro galáctico. Las explosiones de supernovas derivadas de la muerte de estas estrellas jóvenes también podrían enriquecer el gas con nuevos elementos.
Un impacto más allá de la galaxia
Uno de los aspectos más destacados de este estudio es la evidencia de que la actividad nuclear en el centro de la galaxia puede alterar la química del gas, incluso a grandes distancias. «Es posible que este proceso ocurra más allá de la propia galaxia«, destaca Villar. Aunque aún no está claro si el enriquecimiento químico en las zonas más externas es el resultado de elementos desplazados desde el núcleo o de otro proceso, el estudio confirma que los agujeros negros supermasivos tienen un papel clave en la evolución de las galaxias.
Para Sara Cazzoli, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía y coautora del estudio, comprender cómo los agujeros negros supermasivos regulan la evolución de las galaxias es uno de los temas más candentes de la astrofísica actual.