La galaxia que sobrevive, por ahora, a la voracidad de su agujero negro

Se cree que esos agujeros negros devoran tanto material que terminan por aniquilar a sus galaxias anfitrionas, impidiéndoles seguir formando estrellas. Pero ahora, y por primera vez, un equipo de investigadores ha conseguido encontrar una superviviente. Una galaxia que, por ahora, ha sobrevivido a la voracidad de un cuásar y que, a pesar de él, sigue fabricando unas 100 estrellas del tamaño del Sol cada año .

El descubrimiento, llevado a cabo por el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA), podría explicar la razón por la que galaxias como la nuestra han conseguido llegar a ser tan masivas a pesar de que, hace miles de millones de años, el Universo parecía estar dominado por galaxias que ya no forman estrellas . Los resultados de la investigación se acaban de publicar en « The Astrophysical Journal ».

Según Allison Kirkpatrick, coautora del estudio, «esto nos demuestra que el crecimiento de agujeros negros activos no detiene el nacimiento de estrellas instantáneamente, lo que va en contra de todas las predicciones científicas actuales. Nuestro hallazgo nos está haciendo repensar todas nuestras teorías sobre cómo evolucionan las galaxias».

El observatorio SOFIA, que consta de un telescopio reflector de infrarrojos de 2,5 metros montado en un avión Boeing 747 modificado, es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aerospacial Alemán (DLR). El instrumento observó una galaxia llamada CQ4479 que se encuentra a 5.250 millones de años luz de distancia y en cuyo núcleo hay un tipo especial de cuásar, descubierto recientemente por Kirkpatrick y clasificado como «cuásar frío».

En este tipo de cuásar, el agujero negro activo también se alimenta del material de su galaxia anfitriona, pero la intensa energía liberada no ha destruido todo el gas disponible, por lo que las estrellas pueden seguir formándose y la galaxia, por lo tanto, sigue viva. Esta es la primera vez que los investigadores consiguen una visión detallada de un cuásar frío y logran medir directamente el crecimiento del agujero negro, la tasa de nacimiento de estrellas y la cantidad de gas que queda para alimentar a la galaxia.

«Nos sorprendió mucho ver una galaxia extraña y capaz de desafiar las teorías actuales -afirma Kevin Cooke, autor principal del estudio-. Si este crecimiento en tándem continúa, tanto el agujero negro como las estrellas que lo rodean triplicarían su tamaño antes de que la galaxia llegue al final de su vida».

A pesar de estar entre los objetos más brillantes del Universo, paradójicamente los cuásares resultan muy difíciles de observar, ya que su brillo a menudo eclipsa todo lo que les rodea y ciega los telescopios que intentan captar sus detalles. Las teorías actuales predicen que toda esa energía sobrecalienta o expulsa el «gas frío» necesario para que se formen nuevas estrellas, paralizando así el crecimiento de la galaxia. Pero SOFIA ha revelado que existe un periodo relativamente corto en el que el nacimiento de nuevas estrellas puede continuar, y al mismo tiempo en que el agujero negro sigue alimentando a las poderosas fuerzas del cuásar.

En lugar de intentar observar directamente a las estrellas recién nacidas, los investigadores captaron la luz infrarroja que irradia el polvo calentado por el proceso de formación estelar. De esta forma, pudieron averiguar la cantidad de nuevas estrellas que la galaxia ha formado durante los últimos 100 millones de años.

«SOFIA nos permite echar un vistazo en la breve ventana temporal en que los dos procesos pueden coexistir -explica Cooke-. Es el único telescopio capaz de estudiar el nacimiento de estrellas en esa galaxia sin verse abrumado por la intensa luminosidad del cuásar».

El breve lapso de tiempo en el que el crecimiento del agujero negro y el nacimiento de nuevas estrellas coexisten representa, en realidad, una fase muy temprana de la muerte de una galaxia , pero en un momento en el que aún no ha sucumbido a los efectos devastadores del cuásar. Ahora, los investigadores seguirán utilizando SOFIA para saber si también otras galaxias pasan por una etapa similar antes del fin de sus vidas. Las futuras observaciones con el telescopio espacial James Webb , cuyo lanzamiento está programado para 2021, podrán decirnos cómo los cuásares están afectando, en general, a sus galaxias anfitrionas.