La galaxia ultra luminosa Arp220. Un estudio de las poderosas salidas de gases moleculares en estos objetos, utilizando las líneas del infrarrojo lejano de la molécula de OH, descubre que pueden expulsar hasta mil masas solares por año. Crédito:NASA, ESA, y el equipo de Hubble
Las galaxias evolucionan durante miles de millones de años en parte a través de la actividad de formación de estrellas y sus agujeros negros nucleares supermasivos. y también por fusiones con otras galaxias. Algunas características de las galaxias, en particular, las fuertes correlaciones encontradas entre la masa del agujero negro central y propiedades como la estructura de la velocidad de la galaxia o la luminosidad, implican una conexión fundamental entre el crecimiento del agujero negro nuclear y el ensamblaje de estrellas a escala global. Por lo tanto, se espera que la retroalimentación de algún tipo explique estas estrechas correlaciones, y los astrónomos han estado trabajando para identificarlo y estudiarlo. Una sugerencia importante para la retroalimentación es la presencia de gas saliente caliente, impulsado por nuevas estrellas pero que agotaría la galaxia de la materia prima necesaria para hacer nuevas estrellas, y / o para mejorar la masa del agujero negro.
En la década de 1990, el Observatorio Espacial Infrarrojo (ISO) detectó evidencia de gas caliente en galaxias luminosas, la molécula OH, y el reciente Observatorio Espacial Herschel siguió esas detecciones con observaciones con resolución de velocidad de seis de las prominentes líneas del infrarrojo lejano OH. Los astrónomos de CfA Eduardo González-Alfonso, Matt Ashby, y Howard Smith dirigió un equipo de científicos que redujeron y modelaron las cuatro líneas fuertes en catorce galaxias infrarrojas ultraluminosas (ULIRG). El conjunto de líneas OH de ULIRG es notable porque a veces aparecen en absorción, a veces en emisión, ya veces con un poco de ambos dependiendo de la línea particular y el componente de velocidad. Muchas de estas características espectrales son características del gas que se mueve en un flujo de salida, y el equipo ha desarrollado un modelo de transferencia radiativa para deducir la geometría y la cinemática del gas que fluye a partir de las formas complejas de las líneas.
Los científicos informan que de hecho hay poderosas salidas en estos ULIRG, algunos con más de mil masas solares por año y el poder de cien mil millones de soles (un pequeño porcentaje de la energía luminosa total de la galaxia). El tiempo típico que tardaría este gas en salir de la galaxia es de solo unos pocos cientos de millones de años, y los astrónomos concluyen que las salidas deben ocurrir erráticamente (no continuamente), y probablemente están vinculados a la actividad de llamarada igualmente aleatoria del agujero negro central, que a su vez se puede relacionar con los movimientos de gas inducidos por las fusiones de galaxias.