La formación estelar se ve afectada por agujeros negros supermasivos, con millones de veces la masa del Sol, según explica un nuevo estudio. Algo que ayudará a entender qué afecta al proceso de formación de nuevos astros, tanto en la Vía Láctea como en otras galaxias…
El impacto de los agujeros negros supermasivos en la formación estelar
Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de galaxias grandes como la Vía Láctea. Tienen millones, e incluso más, de veces la masa del Sol. Todo en una galaxia gira en torno a un agujero negro supermasivo. A través del aprendizaje de máquina y tres simulaciones para apoyar los resultados de una gran observación, un grupo de investigadores ha respondido a un debate que venía produciéndose desde hace 20 años. Los agujeros negros supermasivos son capaces de ralentizar la formación de nuevas estrellas.
Desde hace tiempo, la formación de nuevos astros en una galaxia ha sido uno de los puntos de mayor atención de la astronomía. Las décadas de observaciones, y modelos teóricos, han permitido desarrollar una buena comprensión de cómo colapsa el gas y da lugar a nuevas estrellas. Tanto en la Vía Láctea como en otras galaxias. Gracias a programas como Sloan Digital Sky Survey (SDSS), los astrónomos han comprendido que no todas las galaxias en el universo local (es decir, en unos pocos miles de millones de años-luz a nuestro alrededor) están formando astros.
Hay una población significativa de galaxias que forman estrellas a un ritmo muy bajo. Por lo que la pregunta es inevitable. ¿Qué provoca esa reducción? Es una de las grandes incógnitas respecto a la evolución de una galaxia. Ahora, los investigadores, con la ayuda de varias simulaciones cosmológicas (EAGLE, Illustris e IllustrisTNG), han analizado qué deberíamos observar en el universo real, a través de herramientas como SDSS, cuando diferentes procesos físicos detienen la formación de estrellas en galaxias muy masivas.
El aprendizaje de máquina al rescate
Los astrónomos han utilizado un algoritmo de aprendizaje de máquina para clasificar galaxias en dos grupos: aquellas que están formando estrellas activamente y aquellas que están tranquilas. Se fijaron en tres parámetros para intentar entender cuál predice mejor cómo se desenvuelve una galaxia. La masa de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias, la masa total de las estrellas, o la masa de la corona de materia oscura presente alrededor de las galaxias. Estos parámetros permiten analizar diferentes procesos físicos.
El objetivo es entender cuál sería responsable de forzar a las galaxias a dejar de formar estrellas a un ritmo elevado. Por un lado, la inyección de energía por parte de los agujeros negros supermasivos, por otro, las explosiones de supernovas. Finalmente, el calentamiento del gas en coronas masivas. Las simulaciones muestran que la masa del agujero negro supermasivo es el factor más importante para frenar el proceso de formación de estrellas. No solo eso, la simulación encaja muy bien con las observaciones recogidas en el universo.
Es decir, lo que se encuentra en los modelos informáticos se ve fielmente reflejado en la realidad. Algo que permite reforzar las sospechas de los investigadores. Como explican, es muy intrigante ver que los resultados encajan. Los agujeros negros supermasivos tienen un impacto muy grande en su entorno. Probablemente, explican, son capaces de agitar y calentar el gas a su alrededor. Al tener una temperatura mucho más elevada de lo habitual, este gas no puede colapsar y participar en el proceso de formación de nuevas estrellas.
El material para formación estelar no es ilimitado
De esta manera, parece haber argumentos de peso para entender el impacto de los agujeros negros supermasivos. Pero no hay que olvidar que, de todos modos, el material disponible en una galaxia no es ilimitado. Es decir, tarde o temprano llega un momento en el que, simplemente, no hay suficiente material para seguir formando nuevos astros. La Vía Láctea todavía está formando nuevas estrellas. Seguirá haciéndolo durante mucho tiempo. Pero, en unos 4000 o 5000 millones de años, debería vivirse un episodio de formación estelar muy intenso.
Los agujeros negros supermasivos también serán los protagonistas en ese caso. Es en ese momento cuando se producirá la fusión de la Vía Láctea y Andrómeda. En una colisión de galaxias, la formación de estrellas se dispara enormemente por el colapso de las nubes de gas de ambas galaxias. Gran parte del material disponible se convertirá en nuevas estrellas de la galaxia resultante. Tras la colisión, Andrómeda y la Vía Láctea se convertirán en una galaxia elíptica gigante, a la que popularmente se denomina Lactómeda y donde ya no habrá formación de estrellas.
Es decir, la evolución natural de una galaxia es, en definitiva, agotar su material y dejar de formar estrellas. Un agujero negro supermasivo parece, en toda esta historia, la pieza clave para poner freno al ritmo al que se formarán estrellas. Eso es lo que los investigadores han logrado comprender gracias a su estudio. En los próximos años, con la llegada de nuevos telescopios, se seguirá profundizando en el estudio de estos objetos tan extremos. Poco a poco, tenemos una imagen cada vez más completa del impacto de los agujeros negros supermasivos…
Referencias: Royal Astronomical Society
