Una investigación del ICE-CSIC ha encontrado agujeros negros masivos en 37 galaxias enanas e identifica núcleos activos de galaxia que antes habían pasado desapercibidos. Estos núcleos son similares a los agujeros semilla que dieron lugar a los agujeros negros supermasivos. Es el estudio que emplea la técnica de espectroscopia de campo integral más amplio realizado hasta la fecha en galaxias enanas.
Un proyecto del Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC (ICE-CSIC), perteneciente, a su vez, al Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), ha empleado la técnica de espectroscopia de campo integral para identificar agujeros negros masivos en galaxias enanas. Las investigadoras han encontrado 37 de estos fenómenos, 23 de ellos nuevos, ya que en otros estudios de las mismas galaxias no se habían encontrado indicios de su presencia. Es el estudio más amplio realizado hasta la fecha con esta técnica en galaxias enanas.
El análisis, publicado hoy en Astrophysical Journal Letters, constituye el más amplio estudio de núcleos activos de galaxia (AGN por sus siglas en inglés) en galaxias enanas a partir de las casi 5.000 observaciones de galaxias recogidas por MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory) utilizando la espectroscopia de campo integral (IFU por sus siglas en inglés). De esas 5.000 galaxias, 1.609 son enanas.
Un núcleo activo de galaxia es una región compacta en el centro de una galaxia que emite energía en su región central, normalmente generada a partir de un agujero negro masivo, entre otros elementos.
“Gracias a las observaciones con IFU hemos sido capaces de encontrar núcleos activos de galaxia que parecían escondidos en anteriores estudios”, enfatiza Mar Mezcua, investigadora en el Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC (ICE-CSIC).
La otra coautora del estudio e investigadora en el ICE-CSIC, Helena Domínguez Sánchez, apunta que “la ventaja de la espectroscopia de campo integral con respecto a observaciones clásicas de espectroscopia de rendija, que proporcionan un espectro por objeto, es que permite obtener multitud de espectros, en algunos casos más de mil por galaxia, en distintas regiones”. De esta forma, agrega, “podemos estudiar con mucho detalle las poblaciones estelares, el gas y la cinemática de ambos”.
El “eco de luz” del agujero negro ha sido captado por la espectroscopía
De las casi 5.000 galaxias estudiadas, las científicas han encontrado núcleos activos de galaxia en 37, 23 de ellas son casos nuevos que no se habían identificado hasta ahora.
“La espectroscopia clásica tiene la limitación de que solo detecta la fuente de energía dominante”, aclara Helena Domínguez, por lo que “en galaxias donde la energía proveniente de la formación estelar domine su emisión total, el núcleo activo de galaxia quedaría «oculto»”.
Las razones que explican la dificultad de observar estos núcleos pueden deberse a su actividad o a su ubicación. Por un lado, puede que el núcleo activo de galaxia ya no esté activo y que la espectroscopia de campo integral detecte su última emisión, el “eco de luz” de cuando estaba activo, generalmente muy débil. Por otro lado, el núcleo activo de galaxia puede estar activo, pero hallarse fuera del centro de la galaxia. Al mismo tiempo, puede que este se encuentre activo y en el centro de la galaxia, si bien la emisión estelar del núcleo puede ser más luminosa que la del núcleo activo, lo que complica su observación.
“Con esta investigación concluimos que la espectroscopia de campo integral permite identificar el último brote de emisión de uno de estos núcleos que ya no está activo, algo que no se puede hacer con otras técnicas”, indica Mezcua. Además, los núcleos activos encontrados son mucho más débiles que los conocidos hasta ahora.
Buscar núcleos activos en galaxias enanas para conocer los inicios del Universo
Estos núcleos activos podrían albergar las reliquias de los primeros agujeros negros del universo temprano, aquellos que no crecieron hasta ser supermasivos. Y es que la búsqueda de núcleos o agujeros negros masivos en galaxias enanas permite ampliar el conocimiento sobre los orígenes del universo, ya que se considera que son las más parecidas a las primeras galaxias.
“Se cree que los agujeros negros que albergan los núcleos activos de galaxia son muy parecidos a los agujeros negros semilla, los primeros que se formaron”, señala la investigadora. Mezcua añade que la comunidad científica considera que, a partir de estos agujeros semilla, “crecieron los agujeros negros supermasivos”, con una masa un millón de veces superior a la del Sol.
Artículo de referencia
Mar Mezcua, Helena Domínguez Sánchez. Hidden AGN in dwarf galaxies revealed by MaNGA: light echoes, o -nuclear wanderers, and a new broad-line AGN. Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/aba199
Delegación del CSIC en Cataluña / ICE-CSIC