Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un gigantesco viento galáctico impulsado por un agujero negro supermasivo hace 13.100 millones de años. Este es el ejemplo más antiguo observado hasta la fecha de tal viento. El trabajo fue publicado en el Astrophysical Journal.

En el centro de muchas galaxias grandes se esconde un agujero negro supermasivo, el cual es de millones, a miles de millones de veces más masivo que el Sol. Curiosamente, la masa del agujero negro es aproximadamente proporcional a la masa de la región central (abultamiento) de la galaxia en el Universo cercano.

A primera vista, esto parece obvio, pero en realidad es muy extraño. La razón es que los tamaños de las galaxias y los agujeros negros difieren en aproximadamente 10 órdenes de magnitud. Basándose en esta relación proporcional, los astrónomos creen que las galaxias y los agujeros negros crecieron y evolucionaron juntos a través de algún tipo de interacción física.

Vientos galácticos

Un viento galáctico puede proporcionar este tipo de interacción física entre los agujeros negros y las galaxias. Cuando un agujero negro supermasivo traga una gran cantidad de materia, esta comienza a moverse a alta velocidad debido a la gravedad del agujero. A medida que lo va haciendo, emite una energía intensa, capaz de empujar la materia circundante hacia afuera. Así es como se crea el viento galáctico.

“La pregunta es ¿en qué momento surgieron los vientos galácticos en el Universo?” dice Takuma Izumi, autor principal e investigador del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). “Esta es una pregunta importante porque está relacionada con un problema importante de la astronomía: ¿cómo coevolucionaron las galaxias y los agujeros negros supermasivos?”

El equipo utilizó por primera vez el telescopio Subaru de NAOJ para buscar agujeros negros supermasivos. Gracias a su capacidad de observación de campo amplio, encontraron más de 100 galaxias con agujeros negros supermasivos en el Universo de hace más de 13 mil millones de años.

Luego, aprovecharon la alta sensibilidad de ALMA para investigar el movimiento del gas en las galaxias anfitrionas de los agujeros negros. ALMA observó la galaxia HSC J124353.93 + 010038.5 (J1243 + 0100), descubierta por el telescopio Subaru, y capturó ondas de radio emitidas por el polvo y los iones de carbono de la galaxia.

Los resultados

El análisis detallado de los datos de ALMA reveló que hay un flujo de gas de alta velocidad que se mueve a 500 km por segundo en J1243 + 0100. Dicho flujo tiene suficiente energía como para alejar el material estelar de la galaxia y detener la actividad de formación de estrellas.

El flujo de gas encontrado en este estudio es verdaderamente un viento galáctico, y es el ejemplo más antiguo observado de una galaxia con un gran viento de tamaño galáctico. El poseedor del récord anterior fue una galaxia hace unos 13 mil millones de años; por lo que esta observación hace retroceder el comienzo otros 100 millones de años.

Los autores también midieron el movimiento del gas silencioso en J1243 + 0100 y estimaron que la masa de la protuberancia de la galaxia, basándose en su equilibrio gravitacional, era aproximadamente 30 mil millones de veces la del Sol. La masa del agujero negro supermasivo de la galaxia, estimada por otro método, era aproximadamente el 1% de eso.

La relación de masa del abultamiento al agujero negro supermasivo en esta galaxia es casi idéntica a la relación de masa de los agujeros negros a las galaxias en el Universo moderno. Esto implica que la coevolución de los agujeros negros supermasivos y las galaxias ha estado ocurriendo desde menos de mil millones de años después del nacimiento del Universo.