La extinción de galaxias masivas y los modelos que lo preceden

La extinción de galaxias masivas y los modelos que lo preceden

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Los procesos físicos responsables de reprimir el crecimiento de las galaxias masivas no están claros, aunque existe un amplio consenso sobre la idea de que los vientos de retroalimentación que emiten las galaxias que poseen un núcleo activo frenan la formación de estrellas.

Ahora, un estudio internacional publicado en Nature Astronomy, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), sugiere que los vientos de retroalimentación no tienen un impacto inmediato en la formación de estrellas en las galaxias masivas, y atribuye el proceso a otros eventos de eyección de marea extremos.

La rápida acumulación de materiales en un agujero negro supermasivo provoca la emisión de fuertes chorros, vientos y radiación, que son expulsados hacia el exterior del centro galáctico.

Este fenómeno de retroalimentación por AGN (Núcleo Galáctico Activo, por sus siglas en inglés) se ha considerado un canal viable para frenar rápidamente la formación de estrellas, ya que la radiación emitida podría eliminar los depósitos de gas molecular frío próximos a ellas.

Además, según las teorías aceptadas, distintos tipos de modelo de evolución galáctica requieren inyección de energía de los AGN en el medio interestelar para explicar algunas propiedades observadas en las galaxias masivas, así como la fenomenología de extinción de galaxias.

Sin embargo, el estudio, que cuenta con la participación de más de 20 organismos científicos, advierte de la poca evidencia científica de casos de galaxias masivas que se apagan abruptamente debido a los vientos de retroalimentación.

De hecho, a base de observación y simulaciones, los resultados demuestran que el mecanismo encargado de frenar la formación de estrellas en estas regiones no se debe a los vientos impulsados por retroalimentación, sino a otras eyecciones de mareas extremas impulsadas por fusiones de galaxias.

Galaxias

Además, el artículo sugiere que la actividad de acreción en los agujeros negros centrales coexiste con la formación de estrellas, y que estos dos fenómenos se autorregulan durante miles de millones de años.

Es decir, la acreción de los agujeros negros y los mecanismos impulsados por los vientos de retroalimentación son procesos lentos, con lo cual, es poco probable que sean los responsables de los eventos que apagan abruptamente las estrellas.

Las observaciones se basan en ID2299, una galaxia masiva típica que está a punto de apagarse (y permanecerá así durante un largo periodo de tiempo) como consecuencia de un episodio violento, que eliminó gran parte de su ISM (materia y energía presente en el medio interestelar).

“Nuestras observaciones trazan un episodio extremo que es poco probable que sea consistente con la interpretación clásica de un viento que se impulsa por retroalimentación”, afirman los responsables del estudio.

“No cuestionamos que los flujos de salida impulsados por retroalimentación desempeñen un papel importante. Se requieren, por ejemplo, para explicar los componentes de velocidad más alta en los espectros de galaxias y AGN”, apunta Shuowen Jin, investigador en el IAC que ha participado en el trabajo.

“Sin embargo, su prevalencia se sobreestima y valdría la pena reconsiderar, al menos, parte de la literatura sobre las salidas y su impacto general en la evolución de las galaxias”, añade el astrofísico, que destaca que “en este trabajo revelamos un nuevo canal para el enfriamiento rápido de las galaxias: las eyecciones masivas de las mareas”.

Conexión de fenómenos

La dificultad del trabajo radica en la conexión de fenómenos que ocurren en escalas temporales y espaciales muy diferentes, y ahí entra la implicación del IAC, encargado de proporcionar fotometría de longitud de onda múltiple, así como un trabajo de catalogación de galaxias elaborado en 2018 y liderado por Jin, en el que los autores estimaron la densidad numérica de los eventos disruptivos en el universo temprano.

Para ello, se ha realizado un exhaustivo análisis de datos, la mayoría, obtenidos directamente del espacio y del telescopio Atacama Large Millimeter Array (ALAMA), en Chile.

“Además, hemos proporcionado un método muy útil para identificar líneas débiles de emisión residual, lo cual es importante para confirmar sólidamente la línea amplia que se encuentra en este trabajo, y que es la evidencia clave de la eyección masiva”, añade Shuowen Jin.

Fuente: IAC, DICYT, Ambientum

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