Durante décadas, los astrofísicos han intrigado la relación entre los agujeros negros supermasivos (SMBH) y sus respectivas galaxias. Desde la década de 1970, se ha entendido que la mayoría de las galaxias masivas tienen un SMBH en su centro, y que están rodeadas por toros giratorios de gas y polvo. La presencia de estos agujeros negros y toros es lo que hace que las galaxias masivas tengan un Núcleo Galáctico Activo (AGN).
Sin embargo, un estudio reciente realizado por un equipo internacional de investigadores reveló una sorprendente conclusión al estudiar esta relación. Usando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para observar una galaxia activa con un fuerte flujo de gas ionizado desde el centro galáctico, el equipo obtuvo resultados que podrían indicar que no hay una relación entre un SMBH y su galaxia anfitriona.
El estudio, titulado "No hay signos de una fuerte salida de gas molecular en una galaxia brillante de infrarrojos oscurecida por el polvo con una fuerte salida de gas ionizado", apareció recientemente en el Revista Astrofísica. El estudio fue dirigido por Yoshiki Toba del Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sínica en Taiwán e incluyó miembros de la Universidad Ehime, la Universidad Kogakuin y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, la Universidad de Graduados para Estudios Avanzados (SOKENDAI) y la Universidad Johns Hopkins. .
La cuestión de cómo los SMBH han afectado la evolución galáctica sigue siendo una de las mayores preguntas sin resolver en la astronomía moderna. Entre los astrofísicos, es una conclusión inevitable que las SMBH tienen un impacto significativo en la formación y evolución de las galaxias. Según esta noción aceptada, los SMBH influyen significativamente en el gas molecular en las galaxias, lo que tiene un profundo efecto en la formación de estrellas.
Básicamente, esta teoría sostiene que las galaxias más grandes acumulan más gas, lo que resulta en más estrellas y un agujero negro central más masivo. Al mismo tiempo, hay un mecanismo de retroalimentación, donde los agujeros negros en crecimiento acumulan más materia sobre sí mismos. Esto hace que envíen una enorme cantidad de energía en forma de radiación y chorros de partículas, que se cree que reducen la formación de estrellas en sus alrededores.
Sin embargo, al observar una galaxia oscurecida por el polvo (DOG) con infrarrojos (IR) - WISE1029 + 0501 - Yoshiki y sus colegas obtuvieron resultados que contradecían esta noción. Después de realizar un análisis detallado utilizando ALMA, el equipo descubrió que no había signos de salida de gas molecular significativo proveniente de WISE1029 + 0501. También descubrieron que la actividad de formación de estrellas en la galaxia no era más intensa ni suprimida.
Esto indica que un fuerte flujo de gas ionizado proveniente del SMBH en WISE1029 + 0501 no afectó significativamente el gas molecular circundante o la formación de estrellas. Como explicó el Dr. Yoshiki Toba, este resultado:
“[H] hizo que la coevolución de las galaxias y los agujeros negros supermasivos fuera más desconcertante. El siguiente paso es buscar más datos de este tipo de galaxias. Eso es crucial para comprender la imagen completa de la formación y evolución de galaxias y agujeros negros supermasivos ”.
Esto no solo va en contra de la sabiduría convencional, sino también de estudios recientes que mostraron una estrecha correlación entre la masa de los agujeros negros centrales y los de sus galaxias anfitrionas. Esta correlación sugiere que los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas evolucionaron juntos en el transcurso de los últimos 13.800 millones de años e interactuaron estrechamente a medida que crecieron.
A este respecto, este último estudio solo ha profundizado el misterio de la relación entre las SMBH y sus galaxias. Como Tohru Nagao, profesor de la Universidad Ehime y coautor del estudio, indicó:
“[Nosotros] los astrónomos no entendemos la relación real entre la actividad de los agujeros negros supermasivos y la formación de estrellas en las galaxias. Por lo tanto, muchos astrónomos, incluidos nosotros, estamos ansiosos por observar la escena real de la interacción entre el flujo nuclear y las actividades de formación de estrellas, para revelar el misterio de la coevolución ".
El equipo seleccionó WISE1029 + 0501 para su estudio porque los astrónomos creen que los DOG albergan SMBH de crecimiento activo en sus núcleos. En particular, WISE1029 + 0501 es un ejemplo extremo de galaxias donde el gas de salida está siendo ionizado por la radiación intensa de su SMBH. Como tal, los investigadores han estado muy motivados para ver qué sucede con el gas molecular de esta galaxia.
El estudio fue posible gracias a la sensibilidad de ALMA, que es excelente cuando se trata de investigar las propiedades del gas molecular y la actividad de formación de estrellas en las galaxias. De hecho, se han realizado múltiples estudios en los últimos años que se han basado en ALMA para investigar las propiedades del gas y los SMBH de galaxias distantes.
Y aunque los resultados de este estudio contradicen las teorías ampliamente difundidas sobre la evolución galáctica, Yoshiki y sus colegas están entusiasmados con lo que este estudio podría revelar. Al final, puede ser que la radiación de un SMBH no siempre afecte el gas molecular y la formación de estrellas de su galaxia anfitriona.
"[Entender] tal co-evolución es crucial para la astronomía", dijo Yoshiki. "Al recopilar datos estadísticos de este tipo de galaxias y continuar en más observaciones de seguimiento utilizando ALMA, esperamos revelar la verdad".
