El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha arrojado nueva luz sobre el misterio de por qué las galaxias elípticas gigantes tienen pocas estrellas jóvenes, si es que tienen alguna. Esta nueva evidencia destaca el importante papel que juegan los agujeros negros supermasivos en la evolución de sus galaxias anfitrionas.
Debido a que la actividad de formación de estrellas en muchas galaxias elípticas gigantes se ha reducido a niveles muy bajos, estas galaxias albergan principalmente estrellas de larga vida con masas bajas y colores ópticos rojos. Por lo tanto, los astrónomos han llamado a estas galaxias "rojas y muertas".
Anteriormente se pensaba que estas galaxias rojas y muertas no contienen grandes cantidades de gas frío, el combustible para la formación de estrellas, lo que ayuda a explicar la falta de estrellas jóvenes. Sin embargo, los astrónomos han utilizado el Observatorio Espacial Herschel de la ESA para encontrar cantidades sorprendentemente grandes de gas frío en algunas galaxias elípticas gigantes. En una muestra de ocho galaxias, seis contienen grandes depósitos de gas frío. Esta es la primera vez que los astrónomos han visto grandes cantidades de gas frío en galaxias elípticas gigantes que no están ubicadas en el centro de un cúmulo de galaxias masivo.
Con mucho gas frío, los astrónomos esperarían que se formaran muchas estrellas en estas galaxias, al contrario de lo que se observa. Para tratar de comprender esta inconsistencia, los astrónomos estudiaron las galaxias en otras longitudes de onda, incluidos rayos X y ondas de radio. Las observaciones de Chandra mapean la temperatura y la densidad del gas caliente en estas galaxias. Para las seis galaxias que contienen abundante gas frío, incluidas NGC 4636 y NGC 5044 que se muestran aquí, los datos de rayos X proporcionan evidencia de que el gas caliente se está enfriando, proporcionando una fuente para el gas frío observado con Herschel. Sin embargo, el proceso de enfriamiento se detiene antes de que el gas frío se condense para formar estrellas. ¿Qué impide que se formen las estrellas?
Una pista fuerte proviene de las imágenes de Chandra. El gas caliente en el centro de las seis galaxias que contienen gas frío parece estar mucho más perturbado que en los sistemas libres de gas frío. Esta es una señal de que se ha expulsado material de regiones cercanas al agujero negro central. Es posible que estos estallidos sean impulsados, en parte, por un gas frío y grumoso que se ha introducido en el agujero negro. Los estallidos descargan la mayor parte de su energía en el centro de la galaxia, donde se encuentra el gas frío, lo que evita que el gas frío se enfríe lo suficiente como para formar estrellas.
Las otras galaxias de la muestra, NGC 1399 y NGC 4472, también están formando pocas o ninguna estrella, pero tienen una apariencia muy diferente. No se detectó gas frío en estas galaxias y el gas caliente en sus regiones centrales es mucho más suave. Además, tienen potentes chorros de partículas altamente energéticas, como se muestra en las imágenes de radio de Karl G. Jansky Very Large Array de la National Science Foundation. Es probable que estos chorros sean impulsados por gas caliente que cae hacia los agujeros negros supermasivos centrales. Al empujar contra el gas caliente, los chorros crean enormes cavidades que se observan en las imágenes de Chandra, y pueden calentar el gas caliente que emite rayos X, evitando que se enfríe y forme gas frío y estrellas. Los centros de NGC 1399 y NGC 4472 se ven más suaves en rayos X que las otras galaxias.
Un artículo que describe estos resultados se publicó en la edición del 25 de febrero de 2014 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y está disponible en línea . El primer autor es Norbert Werner de la Universidad de Stanford en California.
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.
Crédito de la imagen: Rayos X: NASA / CXC / Stanford Univ / N.Werner et al; Óptico: DSS
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