El Universo está repleto de galaxias, billones y billones hasta donde alcanza la vista. Y entre esta multitud, algunas galaxias realmente destacan de manera espectacular.
Estas son las galaxias cuásares. Alimentados por un agujero negro supermasivo activo que consume material a una velocidad tan tremenda, resplandecen con algunas de las luces más brillantes del Universo, iluminando el centro galáctico justo en todo el espectro electromagnético. Durante décadas, los astrónomos se han preguntado por qué algunas galaxias tienen una actividad tan extrema y otras no.
Ahora creen que lo han descifrado. Al realizar un estudio cuidadoso de las galaxias cuásar y no cuásar cercanas, un equipo dirigido por el astrofísico Jonny Pierce de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido concluye que, en la mayoría de los casos, la actividad del cuásar se desencadena cuando dos galaxias comienzan el proceso de colisión. y fusión.
Esto nos dice que, en unos pocos miles de millones de años, cuando la Vía Láctea comience a fusionarse con Andrómeda, es probable que nuestra propia galaxia se convierta en un cuásar en llamas. No es probable que la Tierra, y mucho menos cualquier cosa remotamente humana, esté cerca para verla.
“Los cuásares son uno de los fenómenos más extremos del Universo, y lo que vemos probablemente represente el futuro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, cuando colisione con la galaxia de Andrómeda en unos cinco mil millones de años”. dice el astrofísico Clive Tadhunter de la Universidad de Sheffield en el Reino Unido.
“Es emocionante observar estos eventos y finalmente comprender por qué ocurren, pero afortunadamente la Tierra no estará cerca de uno de estos episodios apocalípticos durante bastante tiempo”.
Los agujeros negros son lo más oscuro del Universo, por lo que parece un poco irónico que sean la fuerza impulsora detrás de algunas de las luces más brillantes que podemos ver. Sin embargo, aunque no podemos ver el agujero negro en sí mismo (el horizonte de sucesos es, por lo que sabemos, infranqueable desde dentro), la actividad a su alrededor puede volverse intensa.
Cuando un agujero negro se “alimenta” de material en su órbita, la mezcla de materia no cae simplemente por su garganta. Se arremolina a gran velocidad como el agua circulando por un desagüe. La extrema fricción y la gravedad calientan el material a temperaturas increíbles, haciéndolo brillar con luz en todo el espectro. Cuanto más material, y más fuerte es el campo gravitatorio, más luz produce el material.
Los cuásares son agujeros negros supermasivos que acumulan material en prácticamente el límite de qué tan rápido pueden alimentarse; si el material se volviera más brillante, la presión de radiación hacia el exterior excedería la atracción de la gravedad hacia el interior, empujando el material hacia el espacio. Los agujeros negros pueden superar este límite durante breves periodos de tiempo, pero no durante la acumulación sostenida observada en los cuásar es.
Sin embargo, la pregunta era de dónde proviene el material, y esto ha sido un desafío para estudiar. Esto se debe a que estudiar los flujos de material hacia y alrededor de los centros galácticos de las galaxias cuásares es realmente difícil. Las estructuras suelen ser demasiado pequeñas para verlas a la distancia de la mayoría de los cuásares, y los centros galácticos brillan demasiado como para ver muchos detalles.
Además, es probable que los eventos que desencadenan la actividad del cuásar tarden mucho más de lo que dura la actividad del cuásar. Eso significa que por cada galaxia de cuásar con signos de actividad desencadenante, hay muchas más que muestran las mismas características con cualquier actividad de cuásar aún por comenzar.
Por lo tanto, algunos estudios se han centrado en las poblaciones de cuásares, de las cuales las colisiones de galaxias han surgido como una causa candidata. A pesar de lo prometedoras que son, las conclusiones han sido algo ambiguas. Así que Pierce y sus colegas llevaron a cabo una investigación más detallada de 48 cuásares cercanos, dentro de unos 3.500 millones de años luz, comparándolos con 100 galaxias similares sin actividad de cuásar.
Descubrieron que dos tercios de los cuásares en su muestra mostraban signos de ser perturbados gravitacionalmente por un encuentro con otra galaxia. Eso es tres veces la tasa de perturbación gravitacional que encontraron en las galaxias que no son cuásares, y probablemente, dijeron los investigadores, el límite inferior de la verdadera tasa de perturbación en las galaxias cuásares.
Cuando dos galaxias chocan, grandes cantidades de gas son arrastradas gravitacionalmente hacia el agujero negro supermasivo, lo que le da un exceso de material nuevo para alimentarse. Curiosamente, el equipo descubrió que muchos de los cuásares perturbados que observaron todavía estaban en la fase previa a la fusión, lo que demuestra que los flujos de gas hacia un centro galáctico pueden desencadenar la actividad del cuásar mucho antes de que los dos núcleos galácticos se fusionen.
Sin embargo, todavía hay algunas lagunas en nuestra comprensión. Las interacciones de las galaxias pueden ser el desencadenante más común de la actividad de los cuásares, pero hay otras formas en las que se puede activar la actividad de los cuásares. Esos también hay que investigarlos.
“Aunque nuestros resultados indican que los flujos de gas asociados con las interacciones de las galaxias pueden proporcionar suficientes tasas de caída de masa en el agujero negro supermasivo central para desencadenar la actividad del cuásar incluso mucho antes de que los dos núcleos se hayan fusionado, algunos objetos se activan en una fase posterior a la coalescencia”. los investigadores escriben.
“Además, una minoría de nuestra muestra son galaxias de disco que parecen imperturbables en las observaciones de imágenes profundas. Por lo tanto, los procesos seculares a veces pueden ser capaces de desencadenar la actividad del cuásar, incluso si este no es el mecanismo dominante en los desplazamientos al rojo bajos”.
La investigación ha sido publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.