Las galaxias activas están entre los objetos más luminosos e impresionantes de la bóveda celeste. Generalmente, son enormes, distantes y emiten cantidades extraordinarias de energía mientras la materia cae al interior de la gigantesca masa del agujero negro que acecha en su núcleo. Recientemente, varios astrónomos descubrieron que algunas de ellas también están ocultas por enormes cantidades de gas y polvo semejante al humo. Sin embargo, no está claro cómo se forman y se alimentan esos extraños objetos.
Ahora, nuestro equipo de astrónomos ha averiguado más sobre el origen de la galaxia más luminosa de cuantas existen en el universo: un “quasar” llamado W2246. Nuestros hallazgos, publicados en la revista Science, muestran claras señales de que W2246 está formado por varias galaxias fusionadas.
W2246 fue descubierto en el estudio infrarrojo de todo el firmamento realizado por la nave espacial WISE en 2010. Sin embargo, no lo vemos como es en la actualidad. Cuando miramos el universo, detectamos luz que ha tardado un tiempo considerable en llegar a nosotros. Esta galaxia es tan lejana que la vemos como cuando el universo tenía tan solo alrededor de 8 por ciento de su edad actual.
Este objeto es extremadamente brillante, cerca de 10,000 veces más luminoso que nuestra galaxia, la Vía Láctea. En estudios anteriores, en los que se usaron distintos telescopios avanzados, como el Atacama Large Millimetre Array (ALMA), así como los telescopios espaciales Hubble y Herschel, se conformó en 2016 que W2246 mantiene actualmente el récord de la galaxia más luminosa del universo.
La mayor parte de la potencia de W2246 emana de una región relativamente compacta en su centro, varias veces más pequeña que la Vía Láctea. Las imágenes también muestran que esta región aloja una notable nube de gas, caliente, uniforme y de alta presión que posiblemente ha comenzado a expandirse como una burbuja en todas direcciones.
Nuevas observaciones
Las observaciones más recientes fueron obtenidas por mi colega Tanio Diaz Santos en Chile, y otros 11 astrónomos que usaron los telescopios del ALMA y del Jansky Very Large Array (JCLA), ubicados en excelentes sitios de Chile y Nuevo México, respectivamente. Este trabajo ha revelado con detalles sin precedentes la nube de gas y polvo contenida en W2246.
Desde hace mucho tiempo, el hecho de que W2246 pudiera ser tan brillante sin alimentarse de las galaxias cercanas había sido un misterio para los astrónomos, el cual podía poner en duda las teorías sobre la formación de las galaxias. Sin embargo, nuestros nuevos resultados revelan que existen varias galaxias cercanas en proceso de ser engullidas por este objeto. Esto se evidencia con la existencia de puentes de material sólido rico en carbono, similar al hollín de diésel. Éstos trazan las rutas por las que la materia proveniente de las galaxias vecinas es succionada hacia la enorme masa del agujero negro.
La presencia de polvo es importante, ya que éste se conforma de elementos que solo se producen mediante reacciones nucleares en lo profundo de enormes estrellas, y después se dispersan alrededor de la galaxia cuando esas estrellas explotan como supernovas. Esto indica que el gas que se observa alrededor de W2246 ha girado alrededor de las estrellas en el pasado, probablemente en las galaxias circundantes, antes del inicio de la notable explosión actual de actividad de la galaxia. Por esa razón, las nuevas imágenes proporcionan información no solo sobre la actividad de la galaxia como la vemos ahora, sino también sobre su historia en épocas muy lejanas.
Para ser visible por ALMA, el polvo que forma los puentes debe ser calentado activamente. Esto pueden hacerlo las estrellas jóvenes que también ocupan los puentes, o la radiación del núcleo extremadamente brillante de W2246. Las condiciones del gas dentro de los puentes indica que aún si W2246 es la principal fuente de calor, el gas de los puentes todavía puede colapsar bajo su propia gravedad para formar nuevas estrellas en densas nubes, lo que le permitiría ser engullido por el agujero negro central para alimentar a W2246.
A partir de la velocidad y separación relativas de las galaxias circundantes, es posible averiguar cuánta masa contienen. También podemos calcular que la duración de la interacción actual es de alrededor de . 200 millones de años. Utilizamos esta información para determinar el ritmo al que el gas debe ser alimentado al agujero negro, y descubrimos que, de hecho, sí es suficiente para producir la enorme cantidad de energía que vemos en el objeto.
Sin embargo, los detalles de lo que ocurre dentro del brillante y compacto núcleo de la galaxia mientras esta materia fluye y entra en el agujero negro (que luego calienta y expele dicha materia) no pueden ser vistos. Se requieren observaciones a una escala más fina para investigar lo que ocurre en lo profundo del núcleo de W2246.
¿Con un gemido?
Por fortuna, futuras observaciones con ALMA y el Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés), que se pondrá en marcha en 2021, permitirán revelar exactamente cómo el gas y el polvo se desplazan por el interior de las galaxias y cómo se distribuyen a su alrededor, se convierten en estrellas y son consumidos por el agujero negro.
Estas observaciones no solo proporcionarán información sobre esta galaxia tan extrema, sino que también podrían ayudarnos a comprender el proceso que da forma a galaxias más ordinarias, así como las condiciones necesarias para encender las fases más luminosas de todas las galaxias.
Ha sido grandioso observar a W2246. En unos 100 millones de años, habrá terminado definitivamente de alimentarse de las galaxias vecinas. Entonces, perderá su brillo y otro objeto reclamará la corona como la galaxia más brillante del universo. Nada. es para siempre.
Andrew Blain, Catedrático de Astronomía de Observación, Universidad de Leicester
Este artículo se reproduce de The Conversation bajo una licencia de Creative Commons. Aquí el artículo original en inglés.
Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
