Cuando las estrellas dejan de nacer

Científicos descubren la razón que impide la formación de cuerpos celestes.

Los agujeros negros masivos que arrojan partículas que emiten radiofrecuencia a una velocidad cercana a la de la luz podrían bloquear la formación de nuevas estrellas en las galaxias maduras, encontró un estudio.

La investigación aporta una nueva evidencia clave de que son estos chorros de retroalimentación de radiofrecuencia, provenientes de los agujeros negros centrales, lo que impide el enfriamiento del gas libre y su reducción a estrellas bebé.

«Cuando analizamos la historia pasada del universo, vemos a estas galaxias construyendo estrellas», dice Tobias Marriage, profesor adjunto de física y astronomía en la Universidad Johns Hopkins y coautor principal del estudio.
«En algún momento, esas galaxias dejan de formar estrellas y la pregunta es: ¿Por qué? Básicamente, los agujeros negros activos dan una razón de por qué las estrellas dejan de formarse en el universo».

Los hallazgos se han publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, y fueron posibles gracias a la adaptación de una técnica de investigación muy conocida por su uso en la solución de problemas nuevos.

Vía Láctea Cortesía: NASA/CXC/MIT/F.K. Baganoff

La becaria postdoctoral en Johns Hopkins, Megan Gralla encontró que el efecto Sunyaev-Zel’dovich, normalmente utilizado para estudiar los grandes cúmulos de galaxias, también puede utilizarse para aprender mucho acerca de las formaciones más pequeñas.

El efecto SZ se produce cuando los electrones de alta energía en el gas caliente interactúan con la luz tenue en el fondo cósmico de microondas, esa luz que quedó de los primeros tiempos, cuando el universo era mil veces más caliente y miles de millones de veces más denso que hoy.

«El efecto SZ se utiliza generalmente para estudiar cúmulos de cientos de galaxias, pero las galaxias que estamos buscando son mucho más pequeñas y tienen sólo un compañero o dos», precisó Gralla.

Lo que estamos haciendo es una pregunta distinta a las que se han formulado con anterioridad», advirtió la científica.

«Estamos usando una técnica que ha estado presente desde hace algún tiempo, con la cual los investigadores han tenido mucho éxito, y estamos empleándola para dar respuesta a una pregunta totalmente diferente en un subcampo de la astronomía totalmente diferente».

«Me quedé pasmada cuando vi este trabajo, porque nunca pensé que fuera posible detectar el efecto SZ a partir de núcleos galácticos activos», explicó Eiichiro Komatsu, director del Instituto Max Planck para Astrofísica en Alemania y experto en el campo que no participó en la investigación. «Me equivoqué? Esto hace que quienes trabajamos en el efecto SZ a partir de cúmulos de galaxias nos sintamos viejos; la investigación del efecto SZ ha entrado a una nueva era».

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En el espacio, el gas caliente que se introduce en una galaxia puede enfriarse y condensarse, formando estrellas. Algunos gases también se dirigen al hoyo negro de la galaxia, creciendo junto con la población estelar. Este ciclo puede repetirse continuamente; cuanto más gas es atraído para enfriarse y condensarse, más estrellas empiezan a brillar y el hoyo negro central crece más masivo.

Pero en casi todas las galaxias maduras -las grandes galaxias llamadas «elípticas» debido a su forma- ese gas ya no se enfría. «Si el gas se mantiene caliente, no puede colapsar, paralizarse», explicó Marriage. Cuando eso sucede, no hay más estrellas nuevas».

Marriage, Gralla y sus colaboradores encontraron que las galaxias elípticas con retroalimentación de radiofrecuencia -partículas que emiten radiofrecuencia relativista, arrojadas desde los hoyos negros centrales masivos a casi la velocidad de la luz- contienen gas caliente y escasez de estrellas infantiles.

Eso proporciona una evidencia crucial para su hipótesis de que la retroalimentación de radiofrecuencia es el «botón de apagado» para la producción de estrellas en las galaxias maduras.
Marriage dijo, sin embargo, que todavía no se sabe por qué los agujeros negros en las galaxias elípticas maduras comienzan a emitir retroalimentación de radiofrecuencia. «El mecanismo exacto detrás de esto no se conoce del todo y aún está en discusión», explicó.

Komatsu dijo que el nuevo estudio encabezado por la Universidad Jonhs Hopkins, combinado con otros que detectan señales del efecto SZ a partir de más galaxias ordinarias, «plantea nuevos desafíos a la teoría de la formación de galaxias, ya que casi no había información que nos dijera cuánto gas caliente hay alrededor de éstas».