Una nueva investigación revela cómo las galaxias evitan la muerte prematura

Un nuevo estudio sugiere que las galaxias evitan la muerte prematura porque tienen un “corazón y pulmones” que regulan eficazmente su “respiración” y evitan que crezcan sin control.

Si eso no hubiera sucedido, el universo habría envejecido mucho más rápido de lo que lo hizo, y todo lo que veríamos hoy serían galaxias «zombis» masivas repletas de estrellas muertas y moribundas.

Esto es según Nuevo estudio Publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Societyque examina uno de los mayores misterios del universo: por qué las galaxias no son tan grandes como esperan los astrónomos.

Algo parece estar sofocando su enorme potencial al limitar la cantidad de gas que absorbe para convertirse en estrellas, lo que significa que en lugar de crecer infinitamente, algo en su interior resiste lo que se pensaba que era la inevitable fuerza de la gravedad.

Ahora los astrofísicos de la Universidad de Kent creen haber descubierto el secreto. Sugieren que las galaxias pueden controlar su tasa de crecimiento por la forma en que «respiran».

En su analogía, los investigadores compararon el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia con su corazón, y los chorros supersónicos bipolares de gas y radiación que emiten hacia las vías respiratorias que alimentan los pulmones.

Los pulsos del agujero negro – o «núcleo» – pueden desencadenar frentes de choque en chorro que oscilan hacia adelante y hacia atrás a lo largo de los dos ejes del chorro, del mismo modo que el diafragma torácico del cuerpo humano se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de la cavidad torácica para inflar y desinflar ambos. pulmones.

Esto podría provocar que la energía del chorro se transfiera ampliamente al medio circundante, tal como respiramos aire caliente, frenando la acumulación y el crecimiento de gas de la galaxia.

Al estudiante de doctorado Carl Richards se le ocurrió esta teoría después de crear una simulación nueva, nunca antes probada, para investigar el papel que podrían desempeñar los chorros supersónicos en la amortiguación del crecimiento de las galaxias.

Este método implicaba permitir que el «corazón» del agujero negro latiera y someter los chorros a alta presión, muy similar a una forma de presión arterial alta, en comparación con el cuerpo humano. Esto hizo que los chorros «actuaran como un soplador», dijo, al enviar ondas sonoras «como ondas en la superficie de un estanque».

Este fenómeno es similar al equivalente terrestre del sonido y las ondas de choque que se producen cuando se abre una botella de champán, el chirrido de un coche, el escape de un cohete o la perforación de recipientes presurizados.

«Nos dimos cuenta de que debe haber alguna manera para que los chorros sostengan el objeto – el gas que rodea la galaxia – y eso es lo que descubrimos en nuestras simulaciones por computadora», dijo Richards.

«El comportamiento inesperado se reveló cuando analizamos simulaciones por computadora de alta presión y permitimos que el núcleo latiera. Esto envió una corriente de impulsos a los chorros de alta presión, provocando que cambiaran de forma como resultado de la acción similar a un fuelle del frentes de choque oscilantes.»

Estos chorros de hiperpresión en realidad se expandieron «como pulmones llenos de aire», dijeron los investigadores.

Al hacerlo, transmitieron ondas sonoras a la galaxia circundante en forma de una serie de ondas de presión, que luego se demostró que suprimen el crecimiento de la galaxia.

Existe cierta evidencia de ondas en medios extragalácticos, como las observadas en el cercano cúmulo de galaxias de Perseo asociadas con enormes burbujas de gas caliente, que se cree que son ejemplos de ondas sonoras.

Ya se pensaba que estas ondas eran responsables del mantenimiento del medio ambiente alrededor de la galaxia, aunque no existía ningún mecanismo para generarlas.

En consecuencia, las simulaciones cosmológicas convencionales son incapaces de explicar el flujo de gas hacia las galaxias, lo que conduce a uno de los mayores misterios del universo, por lo que dependen del agujero negro altamente activo en el núcleo de la galaxia para proporcionar cierta resistencia.

El profesor Michael Smith, uno de los participantes del estudio, dijo: “Hacer esto no es fácil y tenemos limitaciones en cuanto al tipo de pulso, el tamaño del agujero negro y la calidad de los pulmones. proporcionan las vibraciones vitales necesarias para mantener el centro de la galaxia y, al mismo tiempo, «mantienen el corazón alimentado».

Los investigadores concluyeron que la vida útil de la galaxia podría extenderse con la ayuda de su «corazón y pulmones», ya que el motor de agujero negro supermasivo en su núcleo ayuda a inhibir el crecimiento al limitar la cantidad de gas que colapsa en las estrellas desde una etapa temprana.

Dicen que esto ayudó a crear las galaxias que vemos hoy.

Sin este mecanismo, las galaxias habrían agotado su combustible en ese momento y se habrían extinguido, como hacen algunas como galaxias «muertas rojas» o «zombis».