Un estudio reciente indica que los agujeros negros supermasivos muy activos, responsables de generar cuásares en los centros de las galaxias, podrían alterar significativamente la evolución química de estas galaxias.
La investigación, liderada por el Centro de Astrobiología (CAB) en España, involucró la colaboración con el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), GRANTECAN y el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica en Taiwán.
Los cuásares son de los objetos más brillantes del universo, con un agujero negro supermasivo en su núcleo, cuyas masas varían desde millones hasta miles de millones de veces la masa del Sol, rodeado de un disco de gas. La intensa gravedad del agujero negro genera temperaturas y presiones extremas en el disco, provocando la emisión de radiación intensa y fenómenos como chorros relativistas y vientos cósmicos que inyectan grandes cantidades de energía en la galaxia.
El equipo realizó un mapa de las abundancias relativas de oxígeno y nitrógeno en el gas de la galaxia activa SDSS 1430+1339, descubierta por voluntarios del proyecto de ciencia ciudadana Galaxy Zoo y situada a más de mil millones de años-luz de la Tierra. Este cuásar, apodado 'Teacup' por su forma peculiar que recuerda a una taza de té, se caracteriza por una burbuja de gas caliente e ionizado de más de treinta mil años-luz de diámetro que rodea su núcleo activo.
Esta burbuja está asociada a un enorme flujo de energía y partículas de alta velocidad causado por la actividad de su agujero negro supermasivo. Los datos obtenidos demuestran que este flujo, denominado 'superviento', actúa como un potente mecanismo de inyección de energía en toda la galaxia, afectando incluso la composición química del gas.
Montserrat Villar, investigadora del CAB y autora principal, afirmó: 'Nuestro estudio muestra que la acción de este superviento afecta a la composición química del gas a su paso por la galaxia y que su impacto alcanza distancias enormes.' Añadió que un fenómeno similar en el corazón de nuestra galaxia podría contaminar con elementos pesados el gas en un volumen enorme que incluiría nuestro sistema solar.
Las variaciones en las abundancias relativas de oxígeno y nitrógeno observadas a lo largo de la galaxia Teacup pueden ser compatibles con varios escenarios, todos ellos implicando la actividad del núcleo asociada al agujero negro supermasivo como el mecanismo responsable final del enriquecimiento químico del gas, incluso a grandes distancias.
La coautora Sara Cazzoli del IAA subrayó la importancia de entender cómo los agujeros negros supermasivos regulan la evolución de las galaxias, afirmando que el estudio proporciona evidencia directa de su impacto en la evolución química de la galaxia.
El equipo utilizó datos de espectroscopía de campo integral obtenidos con el instrumento MUSE del Very Large Telescope (VLT) en Chile, que ha permitido detectar y estudiar con gran detalle el tenue gas ionizado que envuelve galaxias activas tan distantes como Teacup.
El análisis de la abundancia relativa y la distribución de elementos pesados en el gas de las galaxias ayuda a reconstruir la historia de su evolución química, un aspecto crucial en la formación estelar y planetaria.
Villar concluyó: 'Este estudio es solo el principio, ya que puede extenderse a muchas otras galaxias. Contamos con las herramientas teóricas y los datos necesarios para investigar si fenómenos similares han ocurrido en diferentes épocas de la historia cósmica.'