Cómo la fusión de galaxias desencadena actividad en sus núcleos

Los núcleos galácticos activos (AGN) juegan un papel importante en la evolución de las galaxias. Unos astrónomos de la Universidad de Groningen y del Instituto Holandés de Investigación Espacial han utilizado una muestra de galaxias de tamaño récord para confirmar que las fusiones de galaxias tienen un efecto positivo en la ignición de los AGNs.

Fueron capaces de compilar unas diez veces más imágenes de galaxias fusionándose que en estudios anteriores, usando un algoritmo de aprendizaje automático. Los resultados se publicaron en la revista Astronomía y Astrofísica.

Una de las grandes preguntas de la astronomía es cómo evolucionan las galaxias desde las nubes de gas y polvo hasta convertirse en las hermosas estructuras espirales que vemos en nuestro vecindario galáctico. Los llamados núcleos galácticos activos (AGN) constituyen interesantes objetos de investigación para responder parte de esta pregunta, porque parece haber co-evolución entre los AGNs y las galaxias. Los AGNs albergan agujeros negros supermasivos que emiten enormes cantidades de energía después de acumular gas de sus alrededores. Algunos tienen campos magnéticos o gravitacionales lo suficientemente grandes como para escupir chorros desde sus polos, que se extienden miles de años luz.

La co-evolución es una calle de doble sentido. Por un lado, la etapa de evolución de una galaxia afecta a la actividad del AGN. Los AGNs parecen prosperar en una cierta etapa de la evolución de una galaxia, porque vemos que la actividad de los AGNs alcanza su máximo en las galaxias a una distancia particular, y por lo tanto en un momento particular del pasado. Por otro lado, la actividad del AGN afecta a la formación estelar de una galaxia. Esto podría ir en cualquier dirección. El chorro de un AGN empuja el gas mientras se propaga por la galaxia, forzándolo a colisionar con otro gas y creando así acumulaciones, es decir semillas para nuevas estrellas. Pero los AGNs también emiten energía, calentando el gas y evitando así que se enfríe y se condense en nubes.

Los astrónomos de la Universidad de Groningen y el Instituto Holandés de Investigación Espacial SRON han compilado una muestra con un número récord de galaxias para estudiar uno de los factores que supuestamente tiene un efecto positivo en la ignición de los AGNs: las fusiones entre galaxias. Y encontraron una correlación. Hay alrededor de 1,4 veces más AGNs en las fusiones que en las no fusiones. Y al revés, los investigadores encontraron cerca de 1,3 veces más fusiones en muestras de galaxias con un AGN comparado con muestras de galaxias sin un AGN.

El equipo de investigación usó un algoritmo de aprendizaje automático para identificar fusiones. Les dio una muestra que es aproximadamente un orden de magnitud mayor que las de estudios anteriores, haciendo la correlación mucho más fiable. "Hemos construido una red para entrenar al sistema para reconocer las fusiones en muchas imágenes", dice el primer autor Fangyou Gao. "Esto nos permite usar una gran muestra de dos observaciones telescópicas con decenas de miles de galaxias. Los AGNs son relativamente fáciles de reconocer, basándonos en su espectro. Pero las fusiones deben ser clasificadas a partir de las imágenes, lo cual es típicamente el trabajo de un ser humano. Con el aprendizaje automático, ahora podemos hacer que las computadoras hagan esto por nosotros”.

Fuente: NCYT Amazings Foto: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)