Formación estelar desencadenada por un agujero negro supermasivo en una galaxia enana

Los astrónomos han observado las regiones centrales de Henize 2-10, una galaxia enana con estallido estelar que previamente se informó que tenía un agujero negro masivo central, en longitudes de onda ópticas utilizando el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) en el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA.

Una extracción de la región central de la galaxia enana con estallido estelar Henize 2-10 traza un flujo de salida, o puente de gas caliente de 230 años luz de largo, que conecta el agujero negro masivo de la galaxia y una región de formación estelar. Los datos del Hubble sobre la velocidad del flujo de salida del agujero negro, así como la edad de las estrellas jóvenes, indican una relación causal entre los dos. Hace unos millones de años, la salida de gas caliente se estrelló contra la densa nube de un vivero estelar y se extendió, como el agua de una manguera que choca contra un montículo de tierra. Ahora, los cúmulos de estrellas jóvenes están alineados perpendicularmente al flujo de salida, revelando el camino de su propagación. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Zachary Schutte & Amy Reines, eXtreme Gravity Institute, Universidad Estatal de Montana / Alyssa Pagan, STScI.

Henize 2-10 se encuentra a 30 millones de años luz de distancia en la constelación austral de Pyxis.

También conocida como ESO 495-21 y LEDA 24171, esta galaxia tiene solo 3000 años luz de diámetro, pero alberga un agujero negro de aproximadamente un millón de masas solares en su núcleo.

“Hace diez años, cuando era estudiante de posgrado y pensaba que dedicaría su carrera a la formación de estrellas, miré los datos de Henize 2-10 y todo cambió”, dijo la Dra. Amy Reines, astrónoma del eXtreme Gravity Institute en el estado de Montana. Universidad.

“Desde el principio supe que algo inusual y especial estaba sucediendo en Henize 2-10, y ahora Hubble ha proporcionado una imagen muy clara de la conexión entre el agujero negro y una región vecina de formación estelar ubicada a 230 años luz del agujero negro. ”

Esa conexión es una salida de gas que se extiende por el espacio como un cordón umbilical hacia una brillante guardería estelar.

La región ya albergaba un denso capullo de gas cuando llegó el flujo de baja velocidad.

La espectroscopia del Hubble muestra que el flujo de salida se movía a unos 1,6 millones de kilómetros por hora (1 millón de millas por hora), golpeando el gas denso como una manguera de jardín golpeando un montón de tierra y extendiéndose.

Los cúmulos de estrellas recién nacidas salpican el camino de la propagación del flujo de salida, sus edades también calculadas por Hubble.

Este es el efecto opuesto de lo que se ve en las galaxias más grandes, donde el material que cae hacia el agujero negro es arrastrado por los campos magnéticos circundantes, formando chorros de plasma que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz.

Las nubes de gas atrapadas en el camino de los chorros se calentarían mucho más allá de su capacidad para enfriarse y formar estrellas.

Pero con el agujero negro menos masivo en Henize 2-10 y su salida más suave, el gas se comprimió lo suficiente como para precipitar la formación de nuevas estrellas.

“A solo 30 millones de años luz de distancia, Henize 2-10 está lo suficientemente cerca como para que Hubble pudiera capturar imágenes y evidencia espectroscópica de un agujero negro con mucha claridad”, dijo Zachary Schutte, estudiante graduado en el eXtreme Gravity Institute en Universidad Estatal de Montana.

“La sorpresa adicional fue que, en lugar de suprimir la formación de estrellas, el flujo de salida estaba provocando el nacimiento de nuevas estrellas”.

“La sorprendente resolución del Hubble muestra claramente un patrón similar a un sacacorchos en las velocidades del gas, que podemos ajustar al modelo de un flujo de salida de precesión o tambaleo de un agujero negro. Un remanente de supernova no tendría ese patrón, por lo que es efectivamente nuestra prueba irrefutable de que se trata de un agujero negro”, dijo el Dr. Reines.

Los nuevos hallazgos fueron publicados en la revista Naturaleza.

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Z. Schutte y AE Reines. 2022. Formación estelar provocada por un agujero negro en la galaxia enana Henize 2-10. Naturaleza 601, 329-333; doi: 10.1038 / s41586-021-04215-6

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