Las galaxias tienen una amplia variedad de formas, tamaños y brillos, desde las monótonas galaxias ordinarias hasta las luminosas galaxias activas. Mientras que una galaxia ordinaria es visible principalmente por la luz de sus estrellas, una galaxia activa brilla más intensamente en su centro, o núcleo, donde un agujero negro supermasivo emite una ráfaga constante de luz brillante mientras consume vorazmente gas y polvo cercanos.

Sentado en algún lugar del espectro entre las galaxias ordinarias y activas hay otra clase, conocidas como galaxias de región de línea de emisión nuclear de baja ionización (LINER). Si bien los LINER son relativamente comunes, representa aproximadamente un tercio de todas las galaxias cercanas, Los astrónomos han debatido ferozmente sobre la principal fuente de emisión de luz de los LINER. Algunos argumentan que los núcleos galácticos débilmente activos son responsables, mientras que otros sostienen que las regiones de formación de estrellas fuera del núcleo galáctico producen la mayor cantidad de luz.

Un equipo de astrónomos observó seis galaxias LINER de modales suaves que se transformaban repentina y sorprendentemente en cuásares voraces, hogar del más brillante de todos los núcleos galácticos activos. El equipo informó sus observaciones, que podría ayudar a desmitificar la naturaleza de los LINER y los quásares mientras responde algunas preguntas candentes sobre la evolución galáctica, en el Diario astrofísico el 18 de septiembre 2019. Según su análisis, los investigadores sugieren que han descubierto un tipo completamente nuevo de actividad de agujero negro en los centros de estas seis galaxias LINER.

"Para uno de los seis objetos, Primero pensamos que habíamos observado un evento de interrupción de las mareas, que sucede cuando una estrella pasa demasiado cerca de un agujero negro supermasivo y se destroza, "dijo Sara Frederick, estudiante de posgrado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Maryland y autor principal del artículo de investigación. "Pero más tarde descubrimos que era un agujero negro previamente inactivo que atravesaba una transición que los astrónomos denominan 'mirada cambiante'". 'resultando en un quásar brillante. Al observar seis de estas transiciones, todo en galaxias LINER relativamente tranquilas, sugiere que hemos identificado una clase totalmente nueva de núcleo galáctico activo ".

Las seis sorprendentes transiciones se observaron durante los primeros nueve meses de Zwicky Transient Facility (ZTF), un proyecto de levantamiento automático del cielo basado en el Observatorio Palomar de Caltech cerca de San Diego, California, que comenzó las observaciones en marzo de 2018. UMD es un socio en el esfuerzo de ZTF, facilitado por el Joint Space-Science Institute (JSI), una asociación entre UMD y el Goddard Space Flight Center de la NASA.

Se han documentado cambios de apariencia en otras galaxias, más comúnmente en una clase de galaxias activas conocidas como galaxias Seyfert. Por definición, Todas las galaxias Seyfert tienen un brillo núcleo galáctico activo, pero las galaxias Seyfert de Tipo 1 y Tipo 2 difieren en la cantidad de luz que emiten en longitudes de onda específicas. Según Frederick, muchos astrónomos sospechan que la diferencia se debe al ángulo en el que los astrónomos ven las galaxias.

Se cree que las galaxias Seyfert de tipo 1 se enfrentan a la Tierra de frente, dando una vista despejada de sus núcleos, mientras que las galaxias Seyfert de Tipo 2 están inclinadas en un ángulo oblicuo, tal que sus núcleos están parcialmente oscurecidos por un anillo denso denso en forma de rosquilla, nubes de gas polvorientas. Por lo tanto, Las transiciones cambiantes de apariencia entre estas dos clases presentan un rompecabezas para los astrónomos, ya que no se espera que cambie la orientación de una galaxia hacia la Tierra.

Las nuevas observaciones de Frederick y sus colegas pueden cuestionar estos supuestos.

"We started out trying to understand changing look transformations in Seyfert galaxies. But instead, we found a whole new class of active galactic nucleus capable of transforming a wimpy galaxy to a luminous quasar, " said Suvi Gezari, an associate professor of astronomy at UMD, a co-director of JSI and a co-author of the research paper. "Theory suggests that a quasar should take thousands of years to turn on, but these observations suggest that it can happen very quickly. It tells us that the theory is all wrong. We thought that Seyfert transformation was the major puzzle. But now we have a bigger issue to solve."

Frederick and her colleagues want to understand how a previously quiet galaxy with a calm nucleus can suddenly transition to a bright beacon of galactic radiation. Aprender más, they performed follow-up observations on the objects with the Discovery Channel Telescope, which is operated by the Lowell Observatory in partnership with UMD, Boston University, the University of Toledo and Northern Arizona University. These observations helped to clarify aspects of the transitions, including how the rapidly transforming galactic nuclei interacted with their host galaxies.

"Our findings confirm that LINERs can, De hecho, host active supermassive black holes at their centers, " Frederick said. "But these six transitions were so sudden and dramatic, it tells us that there is something altogether different going on in these galaxies. We want to know how such massive amounts of gas and dust can suddenly start falling into a black hole. Because we caught these transitions in the act, it opens up a lot of opportunities to compare what the nuclei looked like before and after the transformation."

Unlike most quasars, which light up the surrounding clouds of gas and dust far beyond the galactic nucleus, the researchers found that only the gas and dust closest to the nucleus had been turned on. Frederick, Gezari and their collaborators suspect that this activity gradually spreads from the galactic nucleus—and may provide the opportunity to map the development of a newborn quasar.

"It's surprising that any galaxy can change its look on human time scales. These changes are taking place much more quickly than we can explain with current quasar theory, " Frederick said. "It will take some work to understand what can disrupt a galaxy's accretion structure and cause these changes on such short order. The forces at play must be very extreme and very dramatic."

The research paper, "A New Class of Changing-look LINERs, " Sara Frederick, Suvi Gezari, Matthew Graham, Bradley Cenko, Sjoert Van Velzen, Daniel Stern, Nadejda Blagorodnova, Shrinivas Kulkarni, Lin Yan, Kishalay De, Christoffer Fremling, Tiara Hung, Erin Kara, David Shupe, Charlotte Ward, Eric Bellm, Richard Dekany, Dmitry Duev, Ulrich Feindt, Matteo Giomi, Thomas Kupfer, Russ Laher, Frank Masci, Adam Miller, James Neill, Chow-Choong Ngeow, Maria Patterson, Michael Porter, Ben Rusholme, Jesper Sollerman and Richard Walters, was published in The Diario astrofísico  on September 18, 2019.