Durante la transformación de una galaxia en espiral hasta una elíptica se ha observado por primera vez el proceso que conduce al envejecimiento galáctico. Galaxia NGC 3801. Crédito NASA.
Las explosiones de supernova y los chorros de gas procedentes de un agujero negro monstruoso están dispersando el gas de una galaxia como si de un soplador de hojas cósmico se tratase, según un nuevo estudio. Los hallazgos, que se basaban en observaciones ultravioletas del Galaxy Evolution Explorer de la NASA y llenan un importante vacío en la comprensión actual de la evolución galáctica.
Desde hace tiempo se sabe que las galaxias espirales como nuestra Vía Láctea son ricas en gas, lo que las permiten la creación de estrellas nuevas durante eones, pero a su vez, estas convirtiéndose en galaxias elípticas. Estas galaxias grandes y redondeadas crean muy pocas estrellas. El resplandor rojizo de las estrellas, síntoma de su envejecimiento, llega a dominar el la tez de estas galaxias elípticas, por lo que los astrónomos se refieren a ellas como “rojas y muertas” (red-and-dead)
El proceso que guía la dramática transformación de las jóvenes galaxias espirales en ancianas galaxias elípticas es la rápida pérdida de gas frío, el combustible que da forma a las nuevas estrellas. Las explosiones de supernova puede iniciar el descenso en la formación de estrellas, pero las ondas de choque desde el agujero negro supermasivo central puede terminar el trabajo. Ahora los astrónomos creen que han identificado una galaxia recientemente fusionada y que ha comenzado a perder ese gas vital.
“Hemos detectado una galaxia que se encuentra en pleno acto de destrucción de su combustible gaseoso para nuevas estrellas y marchando hacia un tipo de galaxia red-and-dead”, comento Ananda Hota, autora principal de un nuevo artículo en el Monthly Notices de la Royal Astronomical Sociedad. Hota, una astrónoma en Pune, India, realizó el estudio como investigador post-doctoral en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica en Taipei, Taiwán.
“Hemos encontrado una pieza crucial que faltaba para conectar y resolver el puzzle de esta fase evolutiva de las galaxias”, agregó Hota.
Los agujeros negros supermasivos que residen en los centros de las galaxias se inflaman cuando se congestionan por el gas durante las fusiones galácticas. Cuando un agujero negro gigante se alimenta, colosales eyecciones de materia son disparadas desde el mismo, dando lugar a lo que se conoce como un núcleo galáctico activo. Según la teoría, las ondas de choque de los chorros calientan y dispersan las reservas de gas frío en las galaxias elípticas, evitando así la formación de nuevas estrellas.
Hota y su equipo analizaron la galaxia NGC 3801, la cual muestra signos de ese proceso. La NGC 3801 es única ella que muestra claras evidencias de una fusión galáctica en el pasado, y las ondas de choque de los chorros del agujero negro central han comenzado a propagarse hace muy poco tiempo. Los investigadores utilizaron el Galaxy Evolution Explorer para determinar la edad de las estrellas de la galaxia y descifrar su historia evolutiva. Las observaciones ultravioletas muestran que la formación estelar en la NGC 3801 se agotó hace unos 100 ó 500 millones de años, lo que demuestra que la galaxia ha comenzado a dejar atrás sus años de juventud. La falta de grandes y nuevas estrellas en NGC 3801, de color azul, hace esta se vea amarillenta y rojiza en la luz visible, indicando que ha alcanzado la mediana edad.
¿Cuál es la causa de la edad de esta galaxia y que fabrique menos estrellas? La gran mayoría de estrellas azules de corta duración se formaron justo después de que se fusionó con otra galaxia ya han explotado como supernovas. Los datos del Hubble, de la NASA, revelaron que las explosiones estelares han provocado una rápida emisión de gas caliente dese las regiones centrales de NGC 3801. Ese flujo de salida ha comenzado a disipar las reservas de gas frío, y por lo tanto corta la creación de estrellas NGC 3801.
Aún se produce alguna formación estelar en NGC 3801, como muestran las longitudes de onda ultravioleta observadas por el Galaxy Evolution Explorer, y en longitudes de onda infrarrojas detectadas por el telescopio Spitzer de la NASA. Pero ese último destello de juventud se extinguirá pronto debido a las ondas de choque provocadas por los chorros del colosal agujero negro observados en el espectro de los rayos X con el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA.
Estas ondas de choque se precipitan hacia afuera desde el centro de la galaxia a una velocidad de casi cerca de 900 kilómetros por segundo. Las olas llegarán a las regiones exteriores de NGC 3801 en unos 10 millones de años, dispersando cualquier remanente de hidrogeno frio y convertirán a la galaxia en un objeto red-and-dead.
Los astrónomos piensan que han capturado la transición en sus primeras etapas, en el caso de NGC 3801, ya que el periodo que comprende desde la fusión de galaxias ricas en gas hasta la aparición de una elíptica galaxia elíptica ocurre muy rápidamente, a escalas de tiempo cósmicas.
“La extinción de la formación de estrellas por la regeneración del núcleo galáctico activo probablemente se produce en tan sólo unos miles de millones de años. Este no es muy periodo muy largo si lo comparamos con la edad aproximada de unos 10 mil millones de años de una gran galaxia típica”, dijo Hota. “El evento de onda de choque explosiva causado por el agujero negro central es tan poderoso que puede cambiar dramáticamente el curso de la evolución de una galaxia entera.”