La Asociación de Investigación Espacial de Universidades (USRA) anunció hoy que los científicos del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) de la NASA encontraron un extraño agujero negro que está cambiando su entorno galáctico de una manera que generalmente se asocia con las estrellas recién nacidas.

Los astrónomos estudian cómo se forman las estrellas en galaxias muy distantes buscando firmas de gas calentado por las estrellas llamado carbono ionizado. Pero SOFIA descubrió que los agujeros negros activos también pueden calentar este gas. Estos resultados contradicen el entendimiento de larga data de que la energía que crea carbono ionizado en galaxias distantes proviene únicamente de la formación de estrellas. Este descubrimiento obliga a los científicos a reevaluar el efecto que tienen los agujeros negros en las galaxias y las estrellas en su interior.

Los agujeros negros son intrínsecamente extraños, con fuerzas gravitacionales tan fuertes que nada, ni siquiera luz, puede escapar. Como los agujeros negros activos consumen gas y polvo, en cambio, parte de ese material se lanza hacia afuera como chorros de partículas de alta energía y radiación. Por lo general, estos chorros son perpendiculares a la galaxia anfitriona, pero el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA, encontró uno que está disparando directamente a su galaxia.

Ese chorro está calentando gas alrededor del centro de la galaxia de una manera que es característica del nacimiento de estrellas. Esto está impulsando a los científicos a reevaluar sus ideas sobre un gas clave asociado con las estrellas bebés, y sobre cómo los agujeros negros afectan a sus galaxias anfitrionas en general.

"La orientación del chorro del agujero negro es tan peculiar, "dijo Irina Smirnova-Pinchukova, científico del Instituto Max Plank de Astronomía en Heidelberg, Alemania. "Transforma el entorno de la misma manera que lo harían las estrellas recién nacidas, pero las estrellas por sí solas no pueden causar lo que observamos ".

Las estrellas nacen en lo profundo de las nubes celestiales de polvo y gas, un proceso oculto a nuestra vista en luz visible. Pero la luz infrarroja que nuestros ojos no pueden ver, puede penetrar estas nubes. SOFÍA, por ejemplo, utiliza luz infrarroja para estudiar cómo nacen las estrellas. Pero incluso con telescopios potentes, los astrónomos no pueden ver detalles como estrellas recién nacidas en galaxias extremadamente distantes. En lugar de, buscan firmas de gas que es calentado por estrellas recién nacidas, llamado carbono ionizado. Debido a que el carbono ionizado se encuentra con tanta frecuencia en conexión con las estrellas recién nacidas, Los científicos a menudo asumen que la formación de estrellas está ocurriendo cuando encuentran el gas en galaxias distantes.

Pero cuando los científicos de SOFIA estudiaron cinco galaxias cercanas con agujeros negros activos, descubrieron que el que tenía la tasa más baja de nacimiento de estrellas contenía el carbono más ionizado. De hecho, había 10 veces más que en otras galaxias de tamaño y composición similares. Pero la tasa de nacimiento de estrellas es tan baja que solo puede producir el 25% del gas que detectaron. En otras palabras, las estrellas recién nacidas por sí solas no podrían explicar la abundancia de carbono ionizado. Debe haber alguna otra explicación para esta importante firma química.

El equipo utilizó el instrumento de SOFIA llamado espectrómetro de línea de infrarrojo lejano de imágenes de campo, o FIFI-LS, para examinar de cerca la galaxia, ÉL 1353-1917. Randolph Kline de la USRA apoyó la preparación y ejecución de la observación, ayudar a los científicos que descubrieron que el chorro del agujero negro está disparando radiación directamente a la galaxia, en lugar de en el espacio que lo rodea. La mayor parte del carbono ionizado se concentra cerca del agujero negro activo de la galaxia, lo que indica que la fuente misteriosa del gas es la intensa radiación que genera el chorro del agujero negro.

Esto contradice la suposición de larga data de que el carbono ionizado es principalmente una firma de estrellas recién nacidas. Los resultados se publican en la revista Astronomía y Astrofísica .

"Sin numerosas observaciones de galaxias cercanas, es posible que no encontremos casos tan excepcionales en los que un agujero negro sea una fuente de carbono ionizado, ", dijo Smirnova-Pinchukova." Este gas es una de las herramientas más importantes que tenemos para estudiar galaxias extremadamente distantes que no se pueden ver con gran detalle ".

Información de galaxias cercanas, como cómo los agujeros negros pueden crear carbono ionizado y afectar la evolución posterior de una galaxia, son cruciales para comprender los datos de otros observatorios, incluido el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, o el observatorio ALMA, en Chile. Los radiotelescopios como ALMA estudian algunas de las galaxias más distantes y débiles, que a menudo están tan lejos que incluso los telescopios potentes solo pueden detectarlos como un punto de luz. Esa luz está llena de información pero se requieren detalles sobre las galaxias cercanas recopiladas por SOFIA para interpretar los datos de las regiones más distantes del universo. Ahora los científicos saben que los altos niveles de carbono ionizado en una galaxia distante pueden indicar no solo que están naciendo muchas estrellas, pero también que el chorro de un agujero negro puede ser responsable de los mismos tipos de firmas químicas.