Imagen en falso color de la región central de un grupo de galaxias en rayos X. El chorro de materia expulsada del agujero negro central puede ser fácilmente identificado por su luminosidad de radio (superpuesto, de color púrpura-azul). Imagen: S. Giodini / A. Finoguenov / MPE.En el centro de muchas grandes galaxias se han detectado agujeros negros supermasivos con la masa de millones de estrellas. Estos agujeros negros supermasivos actúan como un "monstruo" al acecho en el centro de la galaxia que se traga el material que lo rodea a través de la intensidad de su atracción gravitatoria. Observaciones de rayos X indican que una gran cantidad de energía es producida por la caída de la materia en un agujero negro, y se expulsa en chorros de gran alcance. Los astrónomos del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre han demostrado que estos chorros no sólo expulsan materia desde sus galaxias anfitrionas sino incluso el gas entre los miembros del grupo de galaxias.
Los astrónomos han estado tratando de entender cómo los agujeros negros interactúan con el medio ambiente (la llamada retroalimentación), pero hasta la fecha el proceso es poco conocido. Las observaciones y las simulaciones han demostrado que las galaxias activas transportan enormes cantidades de material con sus jets, las cuales son especialmente luminosas en longitudes de onda de radio en el gas intra-cúmulo. Firmas de este "radio-modo de feedback" se observan tanto en radio como en rayos X.
Estudios recientes han demostrado que la cantidad de gas en los grupos de galaxias -objetos que consisten de varias galaxias unidas entre sí, como la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda-, no suma a la cantidad predicha por la cosmología, a diferencia de los cúmulos de galaxias con un máximo de miles de miembros individuales. Grandes cantidades de energía mecánica inyectada en el gas, desde el agujero negro central, puede haber quitado parte de el. Sin embargo hasta la fecha esto era sólo una hipótesis. Muestras anteriores del grupo se limitaron a un puñado de objetos cercanos poblados por agujeros negros radio luminosos.
Usando una de las mayores muestras de rayos X detectadas en grupos y cúmulos de galaxias identificados por el XMM-Newton, junto con las observaciones de radio, un equipo de astrónomos dirigidos por Stefania Giodini en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre ha estudiado la energética de comentarios de radio galaxia en grupos de galaxias. En el campo de COSMOS, donde se han detectado casi 300 grupos de galaxias de rayos X, el equipo ha sido capaz de demostrar que la actividad del agujero negro en el centro de grupos de galaxias debe tener un efecto dramático en los alrededores: expulsan energía suficiente para soplar el gas intergaláctico más allá de la gravitación y del grupo de galaxias. El misterio del gas que falta en los grupos de galaxias se ha resuelto, y el gran impacto de un agujero negro en los grupos de galaxias se ha demostrado por primera vez.
"En los grupos de galaxias el gas está contenido por la gravedad. Sin embargo, el agujero negro produce tanta energía que supera la capacidad del grupo para sostener su gas", explica Stefania Giodini, autora principal del artículo. "Una parte significativa del gas es eliminado. No es observado un efecto similar en los cúmulos de galaxias más masivos, donde la enorme atracción gravitacional restringe el gas que se pueda quitar."
"Es impresionante la influencia significativa que pueden tener en su entorno los flujos salientes de radio de las galaxias ", dijo Vernesa Smolcic del Instituto de Tecnología de California, coautora del artículo. "Esto probablemente ocurre no sólo en las escalas de las galaxias anfitrionas de estas salidas, sino también en escalas tan grandes como la distancia de nuestra Vía Láctea a Andrómeda. Las radio galaxias parecen ser las responsables del " problema" en el universo que pueden calentar el gas alrededor de sus galaxias anfitrionas a temperaturas inesperadas, así como expulsar una fracción de la materia de los grupos de galaxias. "
Hans Böhringer, jefe del Grupo de Investigación de los Cúmulos de Galaxias y Cosmología en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, también participó en este estudio: "En las agrupaciones cercanas podemos ver el efecto a corto plazo de la ocasionales estallidos de energía en forma de burbujas de plasma relativista radio luminoso. La evidencia directa para un comportamiento de estallido periódico sólo se puede encontrar buscando su efecto en un gran número de grupos de galaxias".
El enorme efecto de los núcleos de galaxias individuales es sorprendente hasta para los astrónomos. "Nunca me podía imaginar hasta qué grado los agujeros negros pueden desplazar el gas en los grupos de galaxias", dice Alexis Finoguenov, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y la Universidad de Maryland, Baltimore County, "ellos son los sopladores de vidrio del Universo".
Fuente:
Black holes - gas blowers of the Universe
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