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El nacimiento de las estrellas está influenciado por múltiples factores, uno de los cuales involucra un agujero negro que reside en el centro de la galaxia anfitriona.
Imagine el universo como un rompecabezas gigante, con galaxias y estrellas como piezas. El rompecabezas no sólo contiene piezas de galaxias y estrellas, sino también objetos como cuásares, agujeros negros y muchos objetos distantes con sonidos extraños. Uno de los objetos más misteriosos del Universo, los agujeros negros, se estudian mediante observaciones de las estrellas que giran a su alrededor.
Pero ¿qué pasaría si no hubiera estrellas presentes en una galaxia? Es extremadamente desafiante estudiar la luz que viaja desde objetos distantes en el Universo, pero los científicos estudian las estrellas cercanas en nuestra Galaxia y adquieren información sobre cómo ha evolucionado la Galaxia durante largos períodos de tiempo.
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Tipos de galaxias
Las galaxias varían entre sí de muchas maneras. Existen múltiples medios a través de los cuales se pueden distinguir las galaxias entre sí, como el contenido de gas, la edad de la población estelar y muchos más. Uno de los factores clave involucrados en esta distinción es la velocidad a la que se forman nuevas estrellas dentro de una galaxia. Algunas galaxias (galaxias espirales) muestran una tasa de formación de estrellas más rápida que otros tipos (galaxias elípticas).
Con el tiempo, la formación de estrellas se inhibe a medida que la galaxia evoluciona. Debido a esto, la población estelar de esa galaxia en particular incluirá un mayor número de estrellas más viejas que de más jóvenes. La pregunta sigue siendo: ¿qué factores podrían conducir al cese de la formación estelar?
Los astrónomos creen que en el centro de cada galaxia se encuentran agujeros negros supermasivos. Incluso nuestra Vía Láctea tiene un agujero negro gigante en el centro, llamado Sagitario A*. Surgió un estudio reciente que teoriza la posibilidad de que la formación de estrellas esté influenciada por el agujero negro supermasivo en el centro galáctico. Este agujero negro increíblemente denso, con una masa de más de millones de veces (incluso miles de millones, en el caso de agujeros negros supermasivos) de nuestra Sol, ha mostrado efectos gravitacionales no sólo sobre las estrellas cercanas, sino también sobre el gas circundante.
La relación entre los agujeros negros supermasivos y la formación de estrellas parece contradictoria. A veces no puede impedir el nacimiento de estrellas, sino que, en realidad, impulsa la formación de estrellas. ¿Cómo podemos saber qué caso ocurre y cuándo?
Imagen que muestra los diferentes tipos de galaxias que se han identificado (Créditos: Maria Zvonkova/Shutterstock)
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¿Cómo pueden los agujeros negros supermasivos impedir la formación de estrellas?
Cuando el gas cae sobre un agujero negro supermasivo, no cae directamente dentro del agujero negro. Sigue una trayectoria circular concéntrica debido a la presencia del momento angular. Esto conduce a la formación de un disco de acreción formado por partículas de polvo, gas y materia.
La materia de este disco de acreción está extremadamente caliente y puede alcanzar fácilmente temperaturas extremas. Cuanto más caliente está un objeto, mayor es la cantidad de energía que irradia en forma de vientos. Estos vientos fluyen a altas velocidades, dispersando las partículas de materia circundantes e incluso ciertos objetos, ¡incluidas las estrellas!
Varias clases de agujeros negros tienen un disco de acreción que los rodea. Algunos de los discos más prominentes se encuentran en galaxias activas impulsadas por un energético Núcleo Galáctico Activo (AGN).
Los agujeros negros supermasivos impulsan este motor central: AGN. Las galaxias que tienen AGN se llaman galaxias activas y estas galaxias pueden potencialmente eliminar el gas y el polvo necesarios para iniciar la formación de estrellas. Los estudios en diferentes longitudes de onda permiten a los científicos comprender los comportamientos específicos de cada clase de AGN.
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¿Cómo pueden los chorros relativistas de un agujero negro supermasivo inducir la formación de estrellas?
Ciertos AGN también emiten chorros de radio relativistas. Estos chorros generalmente se forman cuando el agujero negro gira junto con el disco de acreción que lo rodea. Las galaxias con estos chorros de radio que emiten desde el AGN se denominan AGN radio-ruidosas, mientras que ningún chorro relativista las clasifica como AGN radio-silenciosas.
La investigación de la interacción entre los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas también ha revelado información sobre la formación de estrellas inducida por los chorros de salida. Se observó que los chorros mucho más compactos que los otros tipos no sólo perturban la distribución del gas y lo calientan, sino que también aceleran de una manera extraña la formación de estrellas. Un análisis más exhaustivo de una muestra de galaxias radio silenciosas ayudará a los científicos a comprender el impacto de los chorros compactos en la formación de estrellas.
Al estimar las tasas de formación estelar en diferentes tipos de galaxias, se pueden reconocer mejor los efectos de los vientos de alta y baja radiación sobre las estrellas y el gas que las rodea.
Ilustración de AGN con chorros y disco de acreción (Créditos: Ahmed92pk/Shutterstock)
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Resumiendo
En el espacio, los agujeros negros supermasivos y la formación de estrellas están relacionados de forma fascinante. Estos grandes agujeros negros no se limitan a destruir cosas; también ayudan a crear nuevas estrellas y dar forma a su viaje. Con la tecnología mejorada y nuestro creciente conocimiento, los científicos, físicos y astrofísicos están descubriendo gradualmente cómo ocurre realmente esta colaboración entre los agujeros negros y las estrellas. Cada vez que alguien aprende algo nuevo, tenemos una mejor idea de cómo encaja todo en el espacio.
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Con cada revelación, el camino para comprender la compleja evolución de las galaxias se vuelve más fácil y los astrónomos se acercan un paso más a desentrañar el cosmos. Así, los agujeros negros, a pesar de ser destructores, también desempeñan un papel importante a la hora de potenciar o acelerar el nacimiento de estrellas. Un equilibrio armonioso se mantiene mediante leyes aún desconocidas para la humanidad. Sólo cabe esperar que estos misterios no permanezcan ocultos para siempre.
Referencias (haga clic para ampliar)
- CM Harrison. (2017) Impacto del crecimiento de un agujero negro supermasivo en la formación de estrellas.
- Los agujeros negros supermasivos controlan la formación de estrellas en grandes…
- Blandford, R., Meier, D. y Readhead, A. (18 de agosto de 2019). Chorros relativistas de núcleos galácticos activos. Revista Anual de Astronomía y Astrofísica. Revisiones anuales.