La galaxia que se consume a sí misma

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https://www.almaobservatory.org/en/press-release/chaotic-turbulence-roiling-most-luminous-galaxy-in-the-universe/

La galaxia más luminosa del Universo, el llamado quasar oscurecido a 12.4 mil millones de años luz, es tan violentamente turbulenta que puede eventualmente deshacerse de todo su suministro de gas de formación estelar, según nuevas observaciones con Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).

Un equipo de investigadores utilizó ALMA para rastrear, por primera vez, el movimiento real del medio interestelar de la galaxia: el gas y el polvo entre las estrellas. Lo que encontraron, según Tanio Díaz-Santos, de la Universidad Diego Portales en Santiago de Chile y autor principal de este estudio, es una galaxia “tan caótica que se está desgarrando”.

Estudios anteriores con la nave espacial de la NASA de exploración de infrarrojos de campo amplio (WISE) revelan que la galaxia, llamada W2246-0526, está brillando en la luz infrarroja tan intensamente como aproximadamente 350 billones de soles.

La evidencia sugiere fuertemente que esta galaxia es en realidad un quásar oscurecido, una galaxia muy distante que contiene un agujero negro supermasivo que se alimenta vorazmente en su centro que está completamente oculto detrás de una gruesa capa de polvo.

El brillo sorprendente de esta galaxia es alimentado por un pequeño, pero increíblemente enérgico disco de gas que se está sobrecalentando a medida que se eleva en espiral en el agujero negro supermasivo. La luz de este disco de acreción increíblemente brillante es absorbida por el polvo circundante, que vuelve a emitir la energía como luz infrarroja.

“Estas propiedades hacen de este objeto una bestia en el infrarrojo”, dijo Roberto Assef, astrónomo de la Universidad Diego Portales y líder del equipo de observación de ALMA. “La poderosa energía infrarroja emitida por el polvo tiene un impacto directo y violento en toda la galaxia, produciendo turbulencias extremas en todo el medio interestelar”.

Los astrónomos comparan esta acción turbulenta con una olla de agua hirviendo. Si estas condiciones continúan, dicen, la intensa radiación infrarroja de la galaxia herviría todo su gas interestelar.

Esta galaxia pertenece a un tipo de quásar muy inusual conocido como Galaxias Calientes, Oscurecidas por el Polvo o PERROS Calientes. Estos objetos son muy raros; solo 1 de cada 3,000 cuásares observados por WISE pertenecen a esta clase.

El equipo de investigación utilizó ALMA para mapear con precisión el movimiento de los átomos de carbono ionizados en toda la galaxia. Estos átomos, que son trazadores del gas interestelar, emiten naturalmente luz infrarroja, que se desplaza a longitudes de onda milimétricas a medida que viaja las vastas distancias cósmicas a la Tierra debido a la expansión del Universo.

“Se encontraron grandes cantidades de carbono ionizado en un estado dinámico extremadamente turbulento en toda la galaxia”, describe Díaz-Santos. Los datos revelan que este material interestelar se desplaza entre 500 y 600 kilómetros por segundo en toda la galaxia.

Los astrónomos creen que esta turbulencia se debe principalmente al hecho de que la región alrededor del agujero negro es al menos 100 veces más luminosa que el resto de la galaxia anfitriona combinada; En otros cuásares, la proporción es mucho más modesta. Esta radiación intensa pero localizada ejerce una tremenda presión sobre toda la galaxia, con un efecto potencialmente devastador.

“Sospechamos que esta galaxia estaba en una etapa transformadora de su vida debido a la enorme cantidad de energía infrarroja descubierta con WISE”, dijo Peter Eisenhardt del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y líder científico de la misión WISE. “Ahora ALMA nos ha demostrado que el furioso horno de esta galaxia está haciendo que la olla hierva”.

Los modelos actuales de dinámica galáctica combinados con los datos de ALMA indican que esta galaxia es inestable y que su gas interestelar está siendo expulsado en todas direcciones. Esto significa que los días Hot DOG de la galaxia están contados a medida que madura en un quásar sin obstrucciones más tradicional.

“Si este patrón continúa, es posible que en el futuro W2246 termine derramando una gran parte del gas y el polvo que contiene”, concluye Manuel Aravena, también de la Universidad Diego Portales, y coautor del estudio. “Solo ALMA, con su resolución incomparable, puede permitirnos ver este objeto en alta definición y comprender un episodio tan importante en la vida de esta galaxia”.