De acuerdo a un nuevo estudio, los agujeros negros supermasivos crecen más rápidamente en los jóvenes cúmulos galácticos. Estos agujeros negros pueden tener una gran influencia en las galaxias y cúmulos en los que viven.
Estos dos cúmulos galáctivos, CL 0542-4100 y CL 0848.6+4453 son parte de la muestra usada para contar la fracción de galaxias con agujeros negros de rápido crecimiento.
Crédito: NASA/CXC/Ohio State Univ./J.Eastman et al
Usando el Telescopio Espacial Chandra, los científicos estudiaron una muestra de cúmulos y contaron la fracción de galaxias con agujeros negros de rápido crecimiento, conocidas como Núcleos Galácticos Activos o AGN. Los datos muestran, por primera vez, que los jóvenes y más distantes cúmulos de galaxias contienen muchos más AGN que los viejos y más cercanos.
Los cúmulos galácticos son algunas de las más grandes estructuras del Universo, y consisten en muchas galaxias individuales, algunas de las cuales contienen AGN. Más temprano en la historia del universo, estas galaxias contenían mucho más gas para la formación estelar y el crecimiento de agujeros negros que las galaxias en los cúmulos tienen hoy. Este combustible permite a los agujeros negros en jóvenes cúmulos crecer mucho más rápidamente que sus contrapartes en cúmulos cercanos.
"Los agujeros negros en estos tempranos cúmulos son como pirañas en un acuario bien alimentado" dice Jason Eastman de la Universidad de Ohio y primer autor del estudio. "No es que se peleen por comida, sino que había tanta que todas las pirañas eran capaces de prosperar y crecer rápidamente".
El equipo usó Chandra para determinar la fracción de AGN en cuatro diferentes cúmulos galácticos a grandes distancias, cuando el Universo tenía sólo el 58% de su edad actual. Luego compararon este valor con la fracción encontrada en cúmulos más cercanos, aquellos en los que la edad del Universo era del 82% de la actual.
El resultado fue que los cúmulos más distantes contienen unas 20 veces más de AGN que la muestra más cercana. AGN en los cúmulos exteriores son también más comunes cuando el Univeso era más joven, pero sólo por factores 2 o 3 sobre el mismo período.
"Ha sido predicho que habría agujeros negros de rápido crecimiento (en inglés se los llama "fast-track") en cúmulos, pero nunca tuvimos buena evidencia, hasta ahora", dice el coautor Paul Martini. "Esto puede ayudar a resolver un par de misterios acerca de los cúmulos de galaxias".
Un misterio es porqué hay tantas galaxias azules, de formación estelar en los jóvenes, distantes cúmulos y pocas en los cercanos y más viejos. Se piensa que los AGN expelen o destruyen el frío gas en su galaxia huésped a través de poderosas erupciones del agujero negro. Esto puede reprimir la formación estelar y las masivas y azules estrellas gradualmente morirán, dejando detrás sólo las más viejas y rojas estrellas. Este proceso toma cerca de mil millones de años o más, por lo que la muerte de galaxias formadoras de estrellas sólo es evidente para los cúmulos más viejos.
El proceso que fija la temperatura del gas caliente en los cúmulos cuando se forman es también una pregunta abierta. Estos nuevos resultados sugieren que incluso más AGN habrían estado presentes cuando la mayoría de los cúmulos se estaban formando hace unos 10 mil millones de años. El calentamiento temprano de un cúmulo por un gran número de AGN puede tener un significativo efecto en la estructura de un cúmulo al calentar el gas.
"En algunos cúmulos cercanos hemos visto evidencia de grandes erupciones generadas por agujeros negros supermasivos. Pero esto es poco comparado con lo que estaría ocurriendo en los cúmulos jóvenes", añade Eastman.
Estos resultados aparecieron en la edición del 20 de julio de The Astrophysical Journal Letters.
Fuentes y links relacionados
Nota de prensa en Chandra
Nota en EurekAlert y Physorg
Paper:First Measurement of a Rapid Increase in the AGN Fraction in High-Redshift Clusters of Galaxies, Jason Eastman, Paul Martini, Gregory Sivakoff, Daniel D. Kelson, John S. Mulchaey, and Kim-Vy Tran, APJL Vol. 664, Nº 1, 20 de julio 2007
Estos dos cúmulos galáctivos, CL 0542-4100 y CL 0848.6+4453 son parte de la muestra usada para contar la fracción de galaxias con agujeros negros de rápido crecimiento.
Crédito: NASA/CXC/Ohio State Univ./J.Eastman et al
Usando el Telescopio Espacial Chandra, los científicos estudiaron una muestra de cúmulos y contaron la fracción de galaxias con agujeros negros de rápido crecimiento, conocidas como Núcleos Galácticos Activos o AGN. Los datos muestran, por primera vez, que los jóvenes y más distantes cúmulos de galaxias contienen muchos más AGN que los viejos y más cercanos.
Los cúmulos galácticos son algunas de las más grandes estructuras del Universo, y consisten en muchas galaxias individuales, algunas de las cuales contienen AGN. Más temprano en la historia del universo, estas galaxias contenían mucho más gas para la formación estelar y el crecimiento de agujeros negros que las galaxias en los cúmulos tienen hoy. Este combustible permite a los agujeros negros en jóvenes cúmulos crecer mucho más rápidamente que sus contrapartes en cúmulos cercanos.
"Los agujeros negros en estos tempranos cúmulos son como pirañas en un acuario bien alimentado" dice Jason Eastman de la Universidad de Ohio y primer autor del estudio. "No es que se peleen por comida, sino que había tanta que todas las pirañas eran capaces de prosperar y crecer rápidamente".
El equipo usó Chandra para determinar la fracción de AGN en cuatro diferentes cúmulos galácticos a grandes distancias, cuando el Universo tenía sólo el 58% de su edad actual. Luego compararon este valor con la fracción encontrada en cúmulos más cercanos, aquellos en los que la edad del Universo era del 82% de la actual.
El resultado fue que los cúmulos más distantes contienen unas 20 veces más de AGN que la muestra más cercana. AGN en los cúmulos exteriores son también más comunes cuando el Univeso era más joven, pero sólo por factores 2 o 3 sobre el mismo período.
"Ha sido predicho que habría agujeros negros de rápido crecimiento (en inglés se los llama "fast-track") en cúmulos, pero nunca tuvimos buena evidencia, hasta ahora", dice el coautor Paul Martini. "Esto puede ayudar a resolver un par de misterios acerca de los cúmulos de galaxias".
Un misterio es porqué hay tantas galaxias azules, de formación estelar en los jóvenes, distantes cúmulos y pocas en los cercanos y más viejos. Se piensa que los AGN expelen o destruyen el frío gas en su galaxia huésped a través de poderosas erupciones del agujero negro. Esto puede reprimir la formación estelar y las masivas y azules estrellas gradualmente morirán, dejando detrás sólo las más viejas y rojas estrellas. Este proceso toma cerca de mil millones de años o más, por lo que la muerte de galaxias formadoras de estrellas sólo es evidente para los cúmulos más viejos.
El proceso que fija la temperatura del gas caliente en los cúmulos cuando se forman es también una pregunta abierta. Estos nuevos resultados sugieren que incluso más AGN habrían estado presentes cuando la mayoría de los cúmulos se estaban formando hace unos 10 mil millones de años. El calentamiento temprano de un cúmulo por un gran número de AGN puede tener un significativo efecto en la estructura de un cúmulo al calentar el gas.
"En algunos cúmulos cercanos hemos visto evidencia de grandes erupciones generadas por agujeros negros supermasivos. Pero esto es poco comparado con lo que estaría ocurriendo en los cúmulos jóvenes", añade Eastman.
Estos resultados aparecieron en la edición del 20 de julio de The Astrophysical Journal Letters.
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