El telescopio Espacial Chandra ayuda a explicar "las galaxias rojas y muertas"

El Observatorio de rayos x Chandra de la NASA ha arrojado nueva luz sobre el misterio de por qué las galaxias elípticas gigantes tienen pocas, si alguna, estrellas jóvenes. Esta nueva evidencia subraya el importante papel que desempeñan los agujeros negros supermasivos en la evolución de las galaxias.

Porque la actividad de formación estelar en galaxias elípticas gigantes muchos ha cerrado a niveles muy bajos, estas galaxias tienen mayormente duraderas estrellas con masas de bajas y rojos colores ópticos. Los astrónomos han llamado por lo tanto, estas galaxias "rojo y muerto".

Anteriormente se creía que estas galaxias rojas y muertas no contienen grandes cantidades de gas frío − el combustible para la formación de estrellas − ayudan a explicar la falta de estrellas jóvenes. Sin embargo, los astrónomos han utilizado observatorio espacial Herschel de la ESA para encontrar sorprendentemente grandes cantidades de gas frío en algunas galaxias elípticas gigantes. En una muestra de ocho galaxias, seis contienen grandes reservorios de gas frío. Esta es la primera vez que los astrónomos han visto grandes cantidades de gas frío en las galaxias elípticas gigantes que no están situados en el centro de un racimo de la galaxia masiva.

Con un montón de gas frío, los astrónomos esperan muchas estrellas que se formen en estas galaxias, contrariamente a lo que se observa. Para tratar de entender esta contradicción, los astrónomos estudiaron las galaxias en otras longitudes de onda, incluyendo rayos x y ondas de radio. Las observaciones de Chandra mapean la temperatura y la densidad de gas caliente en estas galaxias. Para las seis galaxias que contienen abundante gas frío, incluyendo NGC 4636 y NGC 5044 se muestra a continuación, los datos de rayos x proporcionan evidencia que está enfriando el gas caliente, proporcionando una fuente para el gas frío observado con Herschel. Sin embargo, el proceso de enfriamiento se detiene antes de que el gas frío se condense y haya formando estrellas. ¿Qué impide que las estrellas se estén formando?

Una pista fuerte proviene de las imágenes de Chandra. El gas caliente en el centro de las seis galaxias que contienen gas frío parece ser mucho más perturbado que en los sistemas libres de gas fríos. Esta es una señal que el material ha sido expulsado de regiones cercanas al agujero negro central. Estas explosiones son posiblemente impulsados, en parte, por clumpy gas frío que ha sido tirado hacia el agujero negro. Los estallidos vuelcan la mayor parte de su energía en el centro de la galaxia, donde se encuentra el gas frío, impidiendo que el gas frío se haya refrigerado suficientemente para formar estrellas.

Las otras galaxias en la muestra, NGC 1399 y NGC 4472, también están formando pocas estrellas  si las hay, pero tienen un aspecto muy diferente. No se detectó ningún gas frío en estas galaxias, y el gas caliente en sus regiones centrales es mucho más suave. Además, tienen potentes chorros de partículas altamente energéticas, como se muestra en imágenes de radio de la National Science Foundation Karl G. Jansky Very Large Array. Estos chorros son probablemente impulsados por gas caliente cayendo hacia los agujeros negros supermasivos centrales. Presionando contra el gas caliente, los jets crearen enormes cavidades que se observan en las imágenes de Chandra, y puede calentar el gas que emite caliente, rayos x, prevención de enfriamiento y la formación de estrellas y gas frío. Los centros de NGC 1399 y NGC 4472 Miren más suaves en los rayos x que las otras galaxias, probablemente debido a sus más poderosos chorros que producen cavidades más lejos del centro, donde la emisión de rayos x es más débil, dejando sus corazones brillantes e imperturbados.

Un artículo que describe estos resultados fue publicado en la edición del 25 de febrero de 2014 de los avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y está disponible en línea. El primer autor es Norbert Werner de la Universidad de Stanford en California.

Créditos Fotográficos: x-Ray: NASA/CXC/Stanford Univ/N.Werner et al; Óptica: DSS

Traducción: El Quelonio Volador