El corazón de las galaxias es un tumultuoso territorio de polvo y gas. Dentro de ellas se producen eventos de altísima energía, como la explosión de estrellas o la emisión de poderosas radiaciones provenientes de agujeros negros, a las que se ha vinculado con enormes flujos moleculares que son expulsados desde el núcleo galáctico.
 
Un equipo de investigadores logró recientemente la observación simultánea de estos dos fenómenos, lo que confirma la relación entre ellos. El científico venezolano Marcio Meléndez, investigador de la Universidad de Maryland y coautor del estudio que fue publicado por la revista Nature, señala que efectivamente, esto significa que "los vientos moleculares son una consecuencia de los vientos asociados a la actividad del agujero negro, aun cuando estén separados por distancias de miles de años luz".
 
Las observaciones fueron posibles gracias a dos sofisticados instrumentos espaciales. Uno de ellos es el telescopio orbital japonés de rayos X llamado Suzaku. El otro es la misión Herschel, de la Agencia Espacial Europea, que observa el universo en infrarrojo. "Con el telescopio Suzaku pudimos observar el gas en absorción asociado al agujero negro mientras que el Herschel permitió hacer lo mismo con el gas molecular en los límites de la galaxia", añade Meléndez.
 
La investigación corrobora experimentalmente predicciones teóricas sobre el mecanismo que gobierna la propagación de energía en el interior de las galaxias. "En general, determinamos que un agujero negro activo, aun cuando está confinado a una región minúscula en el centro de la galaxia, tiene suficiente poder para gobernar y determinar la evolución de aquella y, eventualmente, consumir todo dentro de ella e inhabilitarla para formar estrellas".
 
"Lo más interesante de estos resultados es que, finalmente, nos encontramos con una clara prueba de que los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias son de hecho tan poderosos que pueden influir en las galaxias enteras y la formación de estrellas", señala el astrofísico Francesco Tombesi, también investigador de la Universidad de Maryland y autor principal del estudio.
 
"La consecuencia más importante es que las teorías de cómo se formaron las galaxias y los agujeros negros supermasivos, cómo crecieron y evolucionaron tienen que tener en cuenta a los dos al mismo tiempo", agrega.
 
Condiciones extremas
La galaxia donde se realizaron las observaciones se conoce con el nombre de IRAS F11119+3257. La seleccionaron para esta investigación porque se encuentra en pleno proceso de colisión con otra galaxia.
 

Esta es la galaxia IRAS F11119+3257, donde se realizaron las observaciones. ©ESA/ATG medialab


 
"Este proceso es altamente energético e involucra una gran cantidad de intercambio de material, lo cual alimenta al agujero negro en el interior de la galaxia. Todos estos eventos energéticos y la cantidad de material que involucran crean las condiciones necesarias para que sean suficientemente brillantes como para ser detectados por los observatorios espaciales", explica Meléndez.
 
Las condiciones físicas que existen en las proximidades de los agujeros negros son extremas, recuerda. "Gracias a ello podemos observar elementos químicos que solo se pueden crear bajo estos parámetros. En particular utilizamos una línea de hierro que necesita altas energías, solo observables en rayos X".
 
Meléndez añade que casi todas las galaxias tienen agujeros negros supermasivos en sus centros. "Estos pueden ser de ciento de miles de veces hasta miles de millones de veces la masa de nuestro Sol. Sin embargo, no todos esos agujeros negros están activos. En el caso de la galaxia en nuestro estudio, creemos que se activó debido precisamente a que está en proceso de fusión con otra galaxia".
 
Esa condición de estar activo es necesaria para que el agujero negro produzca suficiente energía para causar el fenómeno del viento molecular. "Los agujeros negros activos poseen un disco de material que cumple una órbita alrededor de ellos. Debido a procesos de fricción y como resultado de interactuar con el gas a su alrededor en el centro de las galaxias, se calientan y emiten una gran cantidad de energía", dice.
 
Esto va a ejercer una enorme presión sobre el material en el interior de la galaxia, lo que causa su expulsión. Meléndez lo compara con "un camión que se lleva por delante todo lo que encuentra a su paso".
 
El físico Claudio Mendoza, del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, explica que “un gran número de galaxias tienen agujeros negros supermasivos en sus centros, aunque todavía no se conoce en detalle la interacción que tienen con las entidades anfitrionas”.

Para Mendoza, “el trabajo presenta evidencia contundente sobre la naturaleza de esa interrelación, esencialmente sobre los estrechos mecanismos de autorregulación que efectivamente dominan la evolución de ambos". El fenómeno descrito en la investigación jugaría un papel en la determinación del tamaño de la galaxia y también en la fase activa del propio agujero negro. "Al no existir gas para formar nuevas estrellas, la galaxia entra en una etapa de sobria madurez; por ejemplo, una galaxia elíptica".
 
Otros grupos de investigación ya han observado el mismo fenómeno en la galaxia Mrk 231, que también está en proceso de fusión.
 
Meléndez señala que en el futuro seguirán observando la galaxia IRAS F11119+3257 para tratar de obtener más información sobre las propiedades físicas de los vientos galácticos. "También pensamos buscar otras galaxias que puedan ofrecer la misma evidencia simultánea de vientos galácticos cuyo origen esté en las proximidades del agujero negro y de vientos moleculares en los límites de la galaxia".