Galaxias Inactivas [Bruno Rodríguez]

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¡Hola! Soy egresado de la especialidad de Física de la Pontificia Universidad Católica del Perú, de donde me gradué como Bachiller en Ciencias en el 2018, y estoy interesado en el campo de la astronomía extragaláctica. Como miembro de COSMOamautas, actualmente trabajo junto con Gabriela Calistro Rivera buscando poblaciones de galaxias inactivas. Estas son galaxias muy masivas que forman estrellas a ritmos muy bajos, o que incluso han dejado de formar estrellas por completo, y cuya presencia en el universo temprano presenta un misterio para nuestro entendimiento de la formación y evolución de las galaxias.

Las galaxias son colecciones gigantescas de estrellas, así como de polvo y gas interestelar, que se mantienen unidas debido a sus interacciones gravitacionales. Dentro de ellas, estrellas nuevas se forman cuando nubes de gas molecular colapsan debido a su propia gravedad, lo que causa que su temperatura aumente y así se dé inicio a la fusión nuclear. Entonces, ¿qué es lo que causa que las galaxias dejen de formar estrellas? Bueno, para poder detener este proceso, es necesario que el gas se caliente, de modo que ya no pueda colapsar, o que sea retirado completamente de la galaxia. Varios mecanismos han sido propuestos para explicar esto, pero aún no tenemos la imagen completa, ya que no sabemos cuán comunes son, ni conocemos con certeza las escalas de tiempo en las cuales ocurren.

Este problema se ve complicado debido a la presencia de galaxias inactivas con grandes corrimientos al rojo, es decir, que se encuentran a grandes distancias de nuestra propia galaxia. Recordemos que cuanto más lejos esté un objeto, la luz que emite toma más tiempo en llegar a nosotros, por lo que al observar objetos muy lejanos, los estamos viendo tal cual eran en el pasado. Según nuestros modelos actuales de la evolución del universo, esperaríamos encontrar galaxias inactivas en nuestro universo local, pues requerirían un largo tiempo para formarse y poder acumular sus grandes masas antes de volverse inactivas. Efectivamente, la mayoría de las galaxias inactivas se encuentran en nuestra vecindad, pero el hecho de que podamos observar muchas de ellas a grandes distancias implica que deben haberse formado muy temprano en la historia del universo y haberse apagado poco tiempo después. De ser este el caso, tendríamos que incluir mecanismos muy poderosos en nuestros modelos para explicar cómo podrían apagarse en tan cortos periodos de tiempo.

Uno de estos posibles mecanismos es la emisión proveniente de núcleos galácticos activos, comúnmente denominados AGN por sus siglas en inglés. Los AGN son regiones compactas en el centro de varias galaxias, en donde el gas se acumula y cae en el interior de un agujero negro súper masivo, debido a su gran atracción gravitacional. Los discos de acreción alrededor de dichos agujeros negros suelen ser extremadamente luminosos, y se sabe que pueden eyectar material fuera de sus galaxias a través de chorros de partículas. Aún no comprendemos por completo el impacto que los AGN tienen en la evolución de sus respectivas galaxias, pero se especula que podrían tener cierto rol en el cese de la formación estelar, ya sea al calentar o expulsar gas que de otro modo podría formar nuevas estrellas.

Por lo tanto, mi proyecto consiste en estudiar galaxias inactivas, buscando señales de AGN que podrían haber causado que su formación estelar se extinga. Esto requiere realizar un análisis en varias longitudes de onda de la luz, tanto para clasificar las galaxias como para encontrar AGN. La radiación ultravioleta puede utilizarse para detectar regiones de formación estelar activa, ya que esta es emitida por estrellas muy masivas formadas recientemente, pero estas regiones suelen contener grandes cantidades de polvo interestelar que absorbe esta luz, lo cual oscurece y oculta la formación de estrellas. Por suerte para los astrónomos, este proceso causa que el polvo se caliente y emita radiación térmica en la forma de luz infrarroja, la cual podemos detectar. Así, estudiar las emisiones en distintos regímenes del espectro electromagnético nos permite distinguir las galaxias inactivas de aquellas con formación estelar en curso, incluso si esta se encuentra oscurecida por polvo. Luego de seleccionar una muestra adecuada de galaxias inactivas, analizaré sus emisiones de radio para buscar excesos que indiquen la presencia de AGN. De este modo, espero acercarnos más una solución al misterio de las galaxias inactivas en el universo temprano.