Alimentando el agujero negro nuclear de una galaxia

Miles de millones de cultivos de agujeros negros de masa solar

La impresión de un artista de un agujero negro. Crédito: Observatorio Internacional Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld

Una barra galáctica es la estructura aproximadamente lineal de estrellas y gas que se extiende a lo largo de las regiones internas de algunas galaxias. La barra se extiende desde un brazo espiral interno, a través de la región nuclear, hasta un brazo en el otro lado. Se encuentra en aproximadamente la mitad de las galaxias espirales, incluida la Vía láctea, se cree que las barras canalizan grandes cantidades de gas hacia las regiones nucleares, con profundas consecuencias para la región que incluyen estallidos de formación de estrellas y el rápido crecimiento de los supermasivos. calabozo en el centro. Los quásares, por ejemplo, se han sugerido como resultado de este tipo de actividad. Sin embargo, eventualmente, la retroalimentación de tales eventos energéticos (supernovas, por ejemplo) termina la afluencia y detiene el crecimiento del agujero negro.

No se comprende bien cómo se forman y evolucionan las barras y los flujos de entrada de gas (se cree que las fusiones de galaxias juegan un papel) ni tampoco las propiedades físicas de los núcleos galácticos que aún acumulan gas de forma activa. Una seria dificultad es que el polvo en el material denso alrededor del núcleo es opaco a la radiación óptica y, dependiendo en parte de la geometría, puede oscurecer las observaciones. Las mediciones de longitud de onda infrarroja y submilimétrica que pueden mirar a través del polvo ofrecen la mejor manera de avanzar.

Galaxy ESO320-G030

Una imagen del Hubble en el infrarrojo cercano de la luminosa galaxia espiral barrada ESO320-G030. Infrarrojos y modelando una docena de especies moleculares en su centro, flujos masivos de gas a una región nuclear que experimenta una formación estelar dominada por tres componentes, un pequeño núcleo cálido, un disco y una envoltura exterior. Crédito: NASA / HST; Alonso-Herrero et al.

La galaxia luminosa y barrada ESO 320-G030 está a unos ciento cincuenta mil años luz de distancia y no muestra signos de haber estado en fusión, sin embargo, esta galaxia tiene una barra de casi sesenta mil años luz de longitud, así como una segunda barra unas diez veces más pequeña perpendicular. lo. Esta galaxia muestra una alta actividad de formación de estrellas en la región nuclear, pero no hay evidencia clara de un núcleo activo, quizás debido a la alta extinción. La galaxia también se ve con entrada de gas (y evidencia de salidas simultáneamente), lo que la convierte en un prototipo cercano de galaxias aisladas que evolucionan rápidamente impulsadas por sus barras.

CfA Los astrónomos Eduardo González-Alfonso, Matt Ashby y Howard Smith dirigieron un programa de espectroscopia Herschel de infrarrojo lejano de este objeto junto con ALMA observaciones submilimétricas del gas. Al modelar cuidadosamente las formas de las líneas de absorción infrarroja del agua y varias de sus variaciones ionizadas e isotópicas, con otras quince especies moleculares que incluyen amoníaco, OH y NH, concluyen que una explosión nuclear de aproximadamente veinte masas solares de estrellas al año es sostenido por la entrada de gas con una vida útil corta (veinte millones de años).

Hallan pruebas de tres componentes estructurales: una envoltura de unos quinientos años luz de diámetro, un disco circumnuclear denso de unos ciento veinte años luz de radio y un núcleo compacto o toro de cuarenta años luz de tamaño y caracterizado por su calor muy cálido. polvo. Estos tres componentes son responsables de aproximadamente el 70% de la luminosidad de la galaxia.

Aunque ESO 320-G030 es un ejemplo excepcional, al ser brillante y cercano, los resultados sugieren que estructuras nucleares complejas similares, con entradas y salidas, pueden ser comunes en galaxias luminosas en el universo más distante, incluidas aquellas durante su época más activa de estrellas. formación.

Referencia: “Un proto-pseudobulbo en ESO 320-G030 alimentado por un influjo molecular masivo impulsado por una barra nuclear” por E. González-Alfonso, M. Pereira-Santaella, J. Fischer, S. García-Burillo, C. Yang , A. Alonso-Herrero, L. Colina, MLN Ashby, HA Smith, F. Rico-Villas, J. Martín-Pintado, S. Cazzoli y KP Stewart, aceptado el 27 de octubre de 2020, Astronomía y Astrofísica.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202039047
arXiv: 2011.00347

Pilar Benegas es una reconocida periodista con amplia experiencia en importantes medios de USA, como LaOpinion, Miami News, The Washington Post, entre otros. Es editora en jefe de Es de Latino desde 2019.