La vida útil de las galaxias podría ser más larga si los agujeros negros supermasivos actuaran como sus “corazones y pulmones”, manteniéndolos “respirando” e impidiendo que las galaxias crezcan demasiado. Ésa es la sugerencia de un nuevo estudio que indica que el Universo estaría envejeciendo mucho más rápido y hoy estaría lleno de galaxias “zombis” que contienen estrellas muertas o moribundas si no fuera por los agujeros negros supermasivos que se cree residen en el corazón de todas las galaxias principales. Los astrofísicos detrás de estos descubrimientos comparan las columnas de gas y radiación que los agujeros negros supermasivos expulsan desde sus polos hacia el tracto respiratorio con la respiración y los pulmones.
El equipo de la Universidad de Kent cree que los pulsos de cada “corazón” de agujero negro provocan frentes de choque que oscilan hacia adelante y hacia atrás a través de ambos chorros. Esto es similar a cómo una parte de nuestro cuerpo llamada diafragma torácico se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de la cavidad torácica para inflar y desinflar nuestros pulmones, informa la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Un disco blanco con rayas oscuras que lo atraviesan y largas líneas moradas que emanan de sus polos. ESA/Hubble, L. Calçada (ESO)/C Richards/MD Smith/Universidad de Kent
En las galaxias, esta acción similar a la respiración transfiere la energía de los chorros supermasivos expulsados por el agujero negro al entorno circundante, de forma muy parecida a cómo se exhala aire caliente en aire más frío en una fría mañana de invierno. Las estrellas se forman cuando las nubes de gas interestelar se enfrían y se condensan. Esto significa que esta exhalación podría ralentizar la formación de estrellas, reduciendo el crecimiento de las galaxias.
El equipo llegó a esta conclusión después de analizar simulaciones diseñadas para reproducir los efectos de los chorros supermasivos supersónicos expulsados por un agujero negro en la desaceleración del crecimiento de las galaxias. Las simulaciones han demostrado que el corazón de un agujero negro supermasivo puede pulsar, creando una alta presión en los chorros, de forma muy parecida a una persona que sufre de presión arterial alta o “hipertensión”.
Cuando esto sucedió, el equipo vio que los chorros comenzaron a actuar como fuelles, provocando ondas sonoras que se propagaban a través del material circundante de gas y polvo galáctico.
“Nos dimos cuenta de que debe haber algún medio para que los chorros mantengan el gas que rodea la galaxia, y eso es lo que encontramos en nuestras simulaciones por computadora”, dijo en un comunicado el miembro del equipo Carl Richards, estudiante de posgrado de la Universidad de Kent. “El comportamiento inesperado se descubrió cuando analizamos simulaciones por computadora de presión arterial alta y permitimos que el corazón latiera”.
Esto envió una corriente de impulsos a los chorros de alta presión, provocando que cambiaran de forma como resultado de la acción tipo fuelle de los frentes de ondas de choque oscilantes del chorro. El investigador añadió que estos chorros se expandieron “como pulmones llenos de aire”. Al hacerlo, enviaron ondas de presión al material galáctico que los rodeaba, deteniendo así el crecimiento de las galaxias en las simulaciones.
Una ilustración que muestra ondas sonoras (ondulaciones) en el gas caliente que llena el cúmulo de Perseo. Se cree que fueron creados por cavidades expulsadas por chorros de un agujero negro supermasivo, la mancha blanca brillante en el centro de la galaxia. NASA/NASA/CXC/M.Weiss
Además de las simulaciones del equipo, existen otras pruebas de este fenómeno en galaxias reales. Por ejemplo, a unos 240 millones de años luz de la Tierra, en el cúmulo de galaxias de Perseo, los astrónomos vieron evidencia de grandes burbujas de gas en este conjunto de miles de galaxias incrustadas en una enorme nube de gas con temperaturas de varios millones de grados. Se cree que son el resultado de ondas sonoras que recorren el entorno galáctico de este cúmulo.
Sin embargo, lograr un equilibrio entre la actividad de los agujeros negros y el flujo de gas hacia las galaxias es extremadamente difícil, ya que los agujeros negros supermasivos requieren un flujo constante de gas y polvo para crear chorros.
“Respirar demasiado rápido o demasiado lento no proporcionará las sacudidas vitales necesarias para mantener el entorno galáctico y al mismo tiempo suministrar combustible al corazón”, dijo en un comunicado Michael Smith, miembro del equipo e investigador de la Universidad de Kent. “Sin embargo, esto no es fácil de hacer y tenemos limitaciones en cuanto al tipo de pulsación, el tamaño del agujero negro y la calidad de los pulmones”.
Ondas sonoras
Un equipo de científicos ha llegado a la conclusión de que la vida útil de una galaxia puede prolongarse mediante la expulsión de su “corazón” supermasivo -un agujero negro- y sus “pulmones” de su núcleo, ya que frenan el crecimiento al limitar la cantidad de gas que colapsa en las primeras etapas. estrellas .
Sin este mecanismo, muchas galaxias ya habrían agotado el combustible que necesitan para formar estrellas en nuestro Universo de 13.800 millones de años. Como resultado, se esfumarían y la mayoría de las galaxias ahora se parecerían a las llamadas galaxias zombis “rojas y muertas”, llenas de antiguas estrellas quemadas.