Los flujos de los núcleos galácticos activos no necesariamente impactan en la evolución estelar

La mayoría de las grandes galaxias –como la Vía Láctea, donde se encuentra nuestro Sistema Solar– poseen un agujero negro supermasivo en su centro.

No ocurre en todos los casos, pero cuando esa singularidad «consume» material, su temperatura aumenta y emite luz en niveles tan elevados que incluso puede competir con el brillo de todas las estrellas presentes en la galaxia anfitriona. Cuando eso sucede, se habla de un «núcleo galáctico activo» (Active Galactic Nucleus), o AGN por sus siglas en inglés.

Algunos AGN tienen, además, una característica que despierta el interés científico: los “outflows”, vientos que ocurren en sus regiones internas. Se trata de flujos de gas y polvo molecular que salen eyectados a velocidades extremas (miles de kilómetros por segundo), como resultado de la incorporación de material por parte del agujero negro.

¿Por qué es importante estudiar los AGN en el campo de la astronomía? Porque pueden tener un impacto significativo en la manera en que se desarrolla la galaxia donde se encuentran.

Un ejemplo: las simulaciones computacionales que buscan reproducir la formación y evolución de las galaxias incluyen AGN con outflows en sus “recetas”. Son necesarios para frenar la creación de estrellas, básicamente porque reducen la cantidad de gas y material disponible.

Sobre ese punto, sin embargo, los datos obtenidos en los estudios observacionales son contradictorios y el tema permanece en discusión: todavía no se sabe con certeza si la formación estelar se ralentiza ante la presencia de estos flujos.

Precisamente, para profundizar en ese aspecto, un trabajo del Observatorio Astronómico de Córdoba y la Chinese Academy of Sciences South America Center for Astronomy evaluó las propiedades de 103 galaxias seleccionadas en el infrarrojo medio de un catálogo presentado en Bornancini et al. (2023) que poseen AGN con y sin outflow.

El análisis fue publicado en la revista The Astrophysical Journal y contempló aspectos como la luminosidad de las galaxias, emisión de rayos X, sus masas estelares y su morfología, entre otros.

“La idea de nuestro trabajo era determinar si en las galaxias anfitrionas existían diferencias en función de si su AGN tenía o no outflows”, explica Gabriel Oio, el autor principal de la publicación científica. Y, a contramano de lo que indican ciertos trabajos teóricos, de los datos analizados por el equipo surge que la presencia o ausencia de flujos carece de un impacto de relevancia en la tasa de formación de estrellas.

“De nuestros resultados no podemos inferir un impacto significativo en la galaxia anfitriona provocado por los outflow. La retroalimentación que mencionan trabajos teóricos no resulta tan evidente en nuestra muestra estudiada y, si está presente, probablemente sea un fenómeno local y no a nivel galáctico”, concluye el trabajo.

A partir de los datos escudriñados, la investigación halló que los outflows se observan preferentemente en galaxias con morfologías de tipo disco y elípticas. Y que los flujos más rápidos se producen en las galaxias más extensas y masivas.

El trabajo abrió nuevos interrogantes en los que Oio se encuentra trabajando actualmente. Uno de ellos se desprende de un particular hallazgo: pareciera que la mayoría de los AGN con outflows están en galaxias más compactas, con radios más pequeños.

Desde la Chinese Academy of Sciences South America Center for Astronomy, donde se encuentra trabajando actualmente, el astrónomo prevé utilizar datos del telescopio espacial James Webb para analizar detalladamente la morfología de galaxias similares y verificar esa primera percepción.

Otro aspecto que le interesa profundizar es cómo se activan los AGN en galaxias poco luminosas.

Históricamente se cree que los AGN se forman a partir de la colisión de dos galaxias, porque eso incrementa la disponibilidad de gas que puede ingresar al agujero negro. Si bien eso puede ser válido para galaxias más luminosas, la incógnita es cómo se activan los AGN en aquellas con escasa luminosidad, donde no hay signos de que se hayan producidos eventos de ese calibre. 

Por último, Oio buscará discernir si la presencia o ausencia de AGN en una galaxia mantiene alguna relación con la cantidad de polvo y gas molecular. Esto sería clave, porque proporcionaría una idea de la historia de esa galaxia y habilitaría un estudio más detallado de la formación estelar.

Imagen de portada: impresión artística. Créditos: Nasa / ESA / Joseph Olmsted (STScI)