Las colisiones entre galaxias no serían las causantes del crecimiento de los agujeros negros

¿Qué sucede cuando las galaxias colisionan entre sí? Durante años, estas colisiones cósmicas han sido culpadas de desencadenar arranques de violencia en los corazones de las galaxias. Ahora, una notable pieza de trabajo ha dado un veredicto: las fusiones galácticas no suelen abrir el apetito de los agujeros negros que impulsan estos núcleos galácticos activos, es decir, otros fenómenos menos dramáticos son los responsables.

Galaxias -con distinto grado de deformación- seleccionadas
en el estudio. Crédito: NASA/ESA, M. Cisternas

Vuelve a estar en la mesa de dibujo de los astrónomos y astrofísicos el intentar explicar por qué los agujeros negros supermasivos en el corazón de algunas galaxias bombean grandes cantidades de radiación. Este "núcleo galáctico activo" (AGN) surge presumiblemente cuando el gas ultra caliente cae en el agujero negro central de una galaxia, y el conocimiento común sostenía que la materia es empujada hacia el agujero negro cuando las galaxias colisionan. Sin embargo, una minuciosa inspección visual de 1.400 galaxias lejanas sugiere que la actividad del agujero negro no está relacionada con las colisiones galácticas y las fusiones, por lo menos durante los últimos 7.500 millones años de historia cósmica.

La mayoría de las grandes galaxias albergan un agujero negro supermasivo central. Por ejemplo, el agujero negro en nuestra galaxia, la Vía Láctea, es 4,3 millones de veces más masivo que el Sol. En otras galaxias, los agujeros negros pueden pesar cientos de millones o incluso miles de millones de masas solares. La mayoría de estos monstruos hambrientos es bastante tranquila y discreta, pero otros arrojan partículas energéticas, rayos X de alta energía, y luz visible. Tales agujeros negros se cree que engullen activamente enormes cantidades de gas interestelar, que se calienta a millones de grados justo antes de caer sobre el borde.

Pero, ¿qué alimenta al agujero negro en primer lugar? Muchos astrónomos piensan que las interacciones galácticas juegan un papel importante en la alimentación de estos agujeros. Cuando dos galaxias colisionan o se fusionan, son deformadas y distorsionadas por las fuerzas de marea, y las nubes de gas -o incluso estrellas completas- pueden ser conducidas al núcleo.

Ese escenario parece razonable, pero es erróneo, de acuerdo con un gran equipo de astrónomos dirigidos por Knud Jahnke y Mauricio Cisternas, del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. "No hay evidencia de que una gran fusión juegue un papel clave en el desencadenamiento de la actividad [de un agujero negro]", afirman en el número del 10 de enero de The Astrophysical Journal.

Los investigadores utilizaron una sencilla técnica para llegar a su sorprendente conclusión. Utilizando datos del observatorio orbital de rayos X de la Agencia Espacial Europea, XMM-Newton, seleccionaron 140 galaxias con AGNs, que indican la presencia de agujeros negros dándose un festín. Luego agregaron una gran muestra de control de 1.264 galaxias no activas a distancias similares, entre 3.500 millones y 7.500 millones de años-luz de la Tierra. Finalmente, 10 miembros del equipo inspeccionaron imágenes ópticas del Telescopio Espacial Hubble de las 1.404 galaxias y las clasificaron en tres categorías: no deformadas, medianamente deformadas, y muy deformadas. El "jurado" no sabía cuáles galaxias eran activas y cuáles tranquilas, ya que las imágenes del Hubble fueron procesadas para ocultar los reveladores núcleos brillantes.

Sorprendentemente, el 85% de las galaxias activas no fueron clasificadas como muy deformadas, lo que sugiere que no habían experimentado grandes colisiones o fusiones en el pasado reciente. Por otra parte, la fracción de medianamente y muy deformadas resultó ser más o menos la misma tanto para la muestra de 140 galaxias activas como para la muestra de control de las galaxias tranquilas. Según los autores, "las fusiones y las interacciones que las involucran [a las galaxias activas] no se producen con más frecuencia que para las galaxias inactivas".

"Es una buena pieza de trabajo", dice el astrónomo Huub Röttgering del Observatorio Leiden en los Países Bajos, quien se especializa en galaxias activas, "pero no es completamente inesperado". Estudios anteriores habían sugerido la misma conclusión, dice Röttgering. "Hay un consenso general acerca de que los núcleos galácticos activos más brillantes son el resultado de grandes fusiones", dice, "pero para la activación de los AGNs, otros procesos pueden ser más importantes".

Los otros procesos incluyen la colisión de las nubes gigantes de gas en las galaxias, las inestabilidades internas, las interacciones de marea durante los sobrevuelos de galaxias más pequeñas, y las fusiones menores que no producen distorsiones visibles. El proceso que encabeza la lista es desconocido, dice Röttgering: "Este resultado indica que tenemos que estudiar mucho más duro las alternativas".

Fuente