Comprender la formación de estrellas y galaxias al principio de la historia del Universo sigue siendo algo así como un enigma, y un nuevo estudio puede haber puesto de manifiesto nuestra comprensión actual. Los resultados proporcionaron evidencia abrumadora de que los chorros de radio que sobresalen de un centro galáctico mejoran la formación de estrellas, un resultado que contradice directamente los modelos actuales, donde la formación de estrellas se ve obstaculizada o incluso detenida.
Todas las primeras galaxias consisten en núcleos intensamente luminosos alimentados por enormes agujeros negros. Estos llamados núcleos galácticos activos, o AGN para abreviar, siguen siendo el tema de un estudio intenso. Un mecanismo específico que los astrónomos están estudiando se conoce como retroalimentación AGN.
"La retroalimentación es el término de argot del astrónomo para la forma en que un AGN, con su gran cantidad de liberación de energía, influye en su galaxia anfitriona", dijo recientemente el Dr. Zinn, investigador principal de este estudio, a la revista Space. Explicó que hay retroalimentación positiva, en la cual la AGN fomentará la actividad principal de la galaxia: la formación de estrellas y la retroalimentación negativa, en la cual la AGN obstaculizará o incluso detendrá la formación de estrellas.
Las simulaciones actuales de crecimiento de galaxias invocan fuertes comentarios negativos.
"En la mayoría de las simulaciones cosmológicas, la retroalimentación AGN se utiliza para truncar la formación de estrellas en la galaxia anfitriona", dijo Zinn. "Esto es necesario para evitar que las galaxias simuladas se vuelvan demasiado brillantes / masivas".
Zinn y col. Encontró una fuerte evidencia de que este no es el caso para una gran cantidad de galaxias tempranas, alegando que la presencia de un AGN en realidad mejora la formación de estrellas. En tales casos, la tasa total de formación estelar de una galaxia puede ser aumentada por un factor de 2 a 5.
Además, el equipo demostró que la retroalimentación positiva se produce en AGN radio-luminoso. Existe una fuerte correlación entre el infrarrojo lejano (indicativo de la formación de estrellas) y la radio.
Ahora, una correlación entre la radio y el infrarrojo lejano no es ajena a la astronomía galáctica. Las estrellas se forman en regiones extremadamente polvorientas. Este polvo absorbe la luz de las estrellas y la vuelve a emitir en el infrarrojo lejano. Las estrellas luego mueren en enormes explosiones de supernovas, causando poderosos frentes de choque, que aceleran los electrones y conducen a la emisión de una fuerte radiación sincrotrón en la radio.
Sin embargo, esta correlación es extraña a los estudios AGN. La clave está en los chorros de radio, que penetran en la galaxia anfitriona. Un "chorro que se lanza desde la AGN golpea el gas interestelar de la galaxia anfitriona y por lo tanto induce choques supersónicos y turbulencias", explica Zinn. "Esto acorta el tiempo de aglomeración del gas para que pueda condensarse en estrellas de manera mucho más rápida y eficiente".
Este nuevo hallazgo transmite que los mecanismos exactos en los que AGN interactúa con sus galaxias anfitrionas son mucho más complicados de lo que se pensaba. Las observaciones futuras probablemente arrojarán una nueva comprensión de la evolución de las galaxias.
El equipo utilizó datos principalmente de la imagen Chandra Deep Field South
pero también datos de Hubble, Herschel y Spitzer.
Los resultados serán publicados en Astrophysical Journal (preprint disponible aquí).
