Los agujeros negros alteran la evolución de galaxias cercanas a la suya

Santa Cruz de Tenerife/Los agujeros negros alteran la evolución de su galaxia pero también la de galaxias cercanas, según un estudio liderado por Ignacio Martín Navarro, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y que publica la revista Nature.

En el estudio, iniciado durante la estancia de Ignacio Martín en el Instituto Max Planck de Astrofísica, en Alemania, se trataba de averiguar si la materia y energía radiada por los agujeros negros es capaz de alterar la evolución no solo de la galaxia anfitriona, sino también de aquellas que están a su alrededor.

En un comunicado del IAC se explica que en el corazón de cada galaxia lo suficientemente masiva existe un agujero negro cuyo campo gravitatorio, aunque muy intenso, afecta solo a una pequeña región en torno al centro galáctico.

El papel de los agujeros negros en la evolución de las galaxias

Pese a que esos objetos astronómicos son miles de millones de veces más pequeños que las galaxias anfitrionas, la concepción actual del Universo solo se entiende si la evolución de las galaxias está regulada por la actividad de los agujeros negros, puesto que, sin ellos, no es posible explicar las propiedades observadas de las galaxias.

Las predicciones teóricas sugieren que, al crecer, los agujeros negros generan suficiente energía como para calentar y expulsar a grandes distancias el gas presente en las galaxias.

Observar y describir el mecanismo por el cual esta energía interactúa con las galaxias modulando su evolución es por tanto una pregunta fundamental en la astrofísica actual.

El proyecto

Con este objetivo, en el estudio liderado por Ignacio Martín se ha dado un paso más allá y se ha tratado de averiguar si la materia y energía radiada por los agujeros negros es capaz de alterar también la de las galaxias satélites.

Para ello, el equipo ha hecho uso del cartografiado Sloan Digital Sky Survey, que les ha permitido analizar las propiedades de las galaxias en miles de grupos y cúmulos.

"Sorprendentemente hemos encontrado que las galaxias satélites forman más o menos estrellas dependiendo de su orientación con respecto a la galaxia central", explica Annalisa Pillepich, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA, Alemania) y coautora del trabajo.

Para tratar de explicar este efecto geométrico en las propiedades de las galaxias satélites los científicos recurrieron a una simulación cosmológica del Universo llamada Illustris-TNG que en su código implementa un tratamiento particular para la interacción entre agujeros negros y galaxias anfitrionas.

"Al igual que en las observaciones, la simulación Illustris-TNG muestra una clara modulación en la tasa de formación estelar de las galaxias satélites según sea su posición respecto a la central", añade Annalisa Pillepich.

Apoyo observacional a la teoría

En el comunicado se agrega que la relevancia del resultado es doble porque da apoyo observacional a la idea de que los agujeros negros juegan un papel importante a la hora de regular la evolución de las galaxias, un pilar fundamental en el conocimiento actual del Universo.

Sin embargo, esta hipótesis es cuestionada continuamente dada la dificultad para, en la práctica, medir el posible efecto de los agujeros negros en las galaxias reales, más allá de consideraciones teóricas.

Acoplamiento entre galaxias y agujeros negros

Los resultados del estudio sugieren que hay un tipo particular de acoplamiento entre galaxias y agujeros negros, mediante el cual son capaces de expulsar material a grandes distancias de los centros galácticos, llegando a alterar incluso la evolución de otras galaxias cercanas.

"Por tanto, más allá de observar el efecto de los agujeros negros en la evolución de las galaxias, nuestro análisis abre una puerta a entender los detalles de esta interacción", señala Ignacio Martín Navarro.