Hace aproximadamente una década, Los astrónomos descubrieron una población de pequeños, pero galaxias masivas llamadas "pepitas rojas". Un nuevo estudio utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA indica que los agujeros negros han aplastado la formación de estrellas en estas galaxias y pueden haber usado parte del combustible estelar sin explotar para crecer hasta proporciones inusualmente masivas.

Las pepitas rojas fueron descubiertas por primera vez por el telescopio espacial Hubble a grandes distancias de la Tierra, correspondiente a tiempos sólo unos tres o cuatro mil millones de años después del Big Bang. Son reliquias de las primeras galaxias masivas que se formaron en tan solo mil millones de años después del Big Bang. Los astrónomos creen que son los antepasados ​​de las galaxias elípticas gigantes vistas en el Universo local. Las masas de pepitas rojas son similares a las de las galaxias elípticas gigantes, pero son solo una quinta parte de su tamaño.

Si bien la mayoría de las pepitas rojas se fusionaron con otras galaxias durante miles de millones de años, un pequeño número logró deslizarse intacto a través de la larga historia del cosmos. Estas pepitas rojas ilesas representan una oportunidad de oro para estudiar cómo las galaxias, y el agujero negro supermasivo en sus centros, actuar durante miles de millones de años de aislamiento.

Por primera vez, Chandra se ha utilizado para estudiar el gas caliente en dos de estas pepitas rojas aisladas, MRK 1216, y PGC 032673. Se encuentran a solo 295 millones y 344 millones de años luz de la Tierra, respectivamente. en lugar de miles de millones de años luz para las primeras pepitas rojas conocidas. Este gas caliente que emite rayos X contiene la huella de actividad generada por los agujeros negros supermasivos en cada una de las dos galaxias.

"Estas galaxias han existido durante 13 mil millones de años sin haber interactuado nunca con otra de su tipo, "dijo Norbert Werner del Grupo de Investigación de Astrofísica y Universo Caliente Lendület de la Universidad MTA-Eötvös en Budapest, Hungría, quien dirigió el estudio. "Estamos encontrando que los agujeros negros en estas galaxias toman el control y el resultado no es bueno para las nuevas estrellas que intentan formarse".

Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que el material que cae hacia los agujeros negros puede ser redirigido hacia afuera a altas velocidades debido a los intensos campos magnéticos y gravitacionales. Estos chorros de alta velocidad pueden apisonar la formación de estrellas. Esto sucede porque las explosiones de las proximidades del agujero negro proporcionan una poderosa fuente de calor, impidiendo que el gas interestelar caliente de la galaxia se enfríe lo suficiente como para permitir la formación de un gran número de estrellas.

La temperatura del gas caliente es más alta en el centro de la galaxia MRK 1216 en comparación con sus alrededores, mostrando los efectos del calentamiento reciente por el agujero negro. También, se observa emisión de radio desde el centro de la galaxia, una firma de chorros de agujeros negros. Finalmente, la emisión de rayos X de la vecindad del agujero negro es aproximadamente cien millones de veces menor que el límite teórico de la rapidez con que puede crecer un agujero negro, llamado "límite de Eddington", donde la presión de radiación hacia afuera se equilibra con la presión hacia adentro. tirón de la gravedad. Este bajo nivel de emisión de rayos X es típico de los chorros que producen agujeros negros. Todos estos factores proporcionan una fuerte evidencia de que la actividad generada por los agujeros negros supermasivos centrales en estas galaxias pepitas rojas está suprimiendo la formación de nuevas estrellas.

Los agujeros negros y el gas caliente pueden tener otra conexión. Los autores sugieren que gran parte de la masa del agujero negro puede haberse acumulado a partir del gas caliente que rodea a ambas galaxias. Los agujeros negros tanto en MRK 1216 como en PGC 032873 se encuentran entre los más masivos conocidos, con masas estimadas de unas cinco mil millones de veces la del Sol, basado en observaciones ópticas de las velocidades de las estrellas cerca de los centros de las galaxias. Es más, Se estima que las masas del agujero negro MRK 1216 y posiblemente el de PGC 032873 sean un pequeño porcentaje de las masas combinadas de todas las estrellas en las regiones centrales de las galaxias. mientras que en la mayoría de las galaxias, la proporción es aproximadamente diez veces menor.

"Aparentemente, dejado a sus propios dispositivos, los agujeros negros pueden actuar un poco como un matón, "dijo el coautor Kiran Lakhchaura, también de la Universidad MTA-Eötvös.

"No solo evitan que se formen nuevas estrellas, "dijo el coautor Massimo Gaspari, un miembro de Einstein de la Universidad de Princeton, "también pueden tomar algo de ese material galáctico y usarlo para alimentarse".

Además, el gas caliente en y alrededor de PGC 032873 es aproximadamente diez veces más débil que el gas caliente alrededor de MRK 1216. Debido a que ambas galaxias parecen haber evolucionado de forma aislada durante los últimos 13 mil millones de años, esta diferencia podría haber surgido de estallidos más feroces del agujero negro de PGC 032873 en el pasado, que sopló la mayor parte del gas caliente.

"Los datos de Chandra nos dicen más sobre el largo, viaje solitario a través del tiempo cósmico ha sido como para estas galaxias pepitas rojas, ", dijo la coautora Rebecca Canning de la Universidad de Stanford." Aunque las galaxias no han interactuado con otras, han mostrado mucha confusión interna ".

Un artículo que describe estos resultados en el último número de la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society revista y está disponible en línea.