Los agujeros negros supermasivos en continuo crecimiento de los centros galácticos son comunes incluso en los vacíos cósmicos las regiones más extrañas y vacías del universo.
En un estudio de más de mil galaxias vacías, usando datos del Explorador del Cielo Digital Sloan (SDSS-II), astrónomos de las Universidades de Drexel y Widener anunciaron que el crecimiento de estos monstruosos agujeros negros – con masas de millones a cientos de millones de veces la de nuestro Sol – se encuentran donde las galaxias son poco densas e interactúan muy poco unas con otras. Los investigadores también han encontrado que la acreción de materia en estos agujeros negros vacíos es más lenta que en los entornos galácticos más densos.
Estos hallazgos arrojan luz sobre la formación de agujeros negros y su proceso de evolución demostrando que el entorno afecta a cómo de rápido proceden las galaxias a través de su ciclo evolutivo.
La simple presencia de agujeros negros supermasivos crecientes en los puestos fronterizos del universo reta a los actuales modelos teóricos de la estructura, formación y evolución galáctica, explicó Anca Constantin de la Universidad de Drexel, autora principal del artículo enviado hoy a la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Honolulu.
“Es interesante que veamos agujeros negros galácticos en acreción activa en todas las fases de la evolución de estas regiones poco densas”, dijo Constantin. “Esto significa que el proceso de crecimiento de un agujero negro es bastante similar a lo que podría compararse con las zonas más apartadas del país y las regiones urbanas más atestadas del universo”.
Las regiones vacías, prácticamente sin nada, son campos tridimensionales de cientos de millones de años luz de distancia, que llenan la mitad del universo. Sólo el cinco por ciento de todas las galaxias viven en estas regiones similares a burbujas. El otro 95 por ciento de las galaxias viven juntas en comunidades, atestadas en cúmulos, filamentos y muros: las ciudades y los suburbios del universo.
Estudiando una “porción” de 700 millones de años luz de ancho del universo, los investigadores encontraron que el espectro de los centros de las galaxias vacías muestran gases calientes ionizados por la luz emitida por la materia que gira alrededor de los agujeros negros supermasivos. Constantin añade que, “los agujeros negros de acreción más aislados, no obstante, no son tan activos como los de entornos más poblados, y el combustible parece estar menos disponible para la acreción en los vacíos que en las galaxias ‘urbanas’”.
La astrónomo Fiona Hoyle, miembro del equipo del descubrimiento de la Universidad de Widener añadió: “Esto es extraño dado que estas apartadas galaxias forman estrellas a una razón mayor que sus homólogos en regiones más densas; esto significa que hay gran cantidad de combustible, pero no se canaliza de forma eficiente hacia el motor central”.
La formación de estrellas requiere la presencia de grandes cantidades de gas y por esto debe haber más que suficiente gas en las galaxias vacías si sus razones de formación estelar son altas, explicó Hoyle. El mejor ratio de acreción observado en las galaxias vacías significa que este gas no está llegando a la región del núcleo donde tiene lugar la acreción. Se piensa que las interacciones con otras galaxias perturban el potencial gravitatorio, lo que desvía algo de gas hacia la región nuclear. “Estas interacciónes no son tan frecuentes en los vacíos, por lo que el “alimento” del agujero negro se hace más lento”.
Estos rudos individuos de los vacíos no necesitan competir con sus vecinos por el combustible, y su ciclo vital es raramente perturbado, apunta Constantin. Por el contrario, la vida es más agitada en las regiones pobladas donde las interacciones galácticas son frecuentes. Como consecuencia, las galaxias son despojadas de su gas y se envía material hacia su motor central. Esto significa que hay más posibilidades de acreción en los agujeros negros en entornos más “urbanos”.
“Por otra parte, a los agujeros negros de galaxias vacías puede llevarles más tiempo alcanzar la madurez, dada su fase de acreción lenta, lo que podría explicar por qué los agujeros negros más masivos y lentos son menos frecuentes en los vacíos”, apunta. Los datos estudiados por Constantin pueden demostrar también que los agujeros negros activos parecen ser más comunes en los vacíos pero sólo entre las galaxias pequeñas (menos masivas), mientras que son menos comunes entre las galaxias masivas. Esto también da una pista de que el ciclo de vida en el crecimiento del agujero se retrasa o se hace más lento en los vacíos comparado con las regiones más densas.
El miembro del equipo del descubrimiento Michael Vogeley de Drexel dijo que es particularmente extraño que los poco sistemas vacíos de acreción masivos y lentos viven dentro de las subregiones más retiradas, mientras que sus homólogos más “urbanos” se encuentran en las vecindades más pobladas.
“Tal vez debido a que los objetos masivos son propensos a reunir material alrededor de ellos, tal proceso de “limpieza” contribuiría a vaciar el ya enrarecido espacio cercano en vacíos”, apunta Vogeley. “Esto dejaría poco o insuficiente material para la futura formación de otras masivas y brillantes galaxias cercanas”. Por contra, en los cúmulos galácticos donde hay gran cantidad de material alrededor, la acreción del material que lo rodea tendría poca diferencia.
Estos resultados han sido posibles sólo gracias a un reducido número de regiones vacías y galaxias vacías halladas en los datos del SDSS-II, la exploración más ambiciosa del universo jamás llevada a cabo, dicen los investigadores. La muestra usada en el análisis que anunciaron hoy comprende más de 1000 galaxias vacías. Previamente, se había estudiado la acreción de los agujeros negros en los centros de galaxias vacías sólo en un puñado de objetos contenidos en una región vacía, el Vacío del Boyero.
Fuente:
Ciencia Kanija.
