El papel complejo de los núcleos galácticos activos en la evolución de las galaxias

Los Núcleos Galácticos Activos, o AGN, son regiones que se encuentran en el centro de algunas galaxias donde Agujeros Negros Supermasivos están absorbiendo materia activamente. Aunque estas regiones ocupan poco espacio en comparación con toda la galaxia, influyen mucho en la evolución de la galaxia, incluyendo cómo se forman las estrellas y cuánto tiempo permanece activa antes de asentarse en un estado "rojo y muerto".

La mayoría de las galaxias se pueden clasificar como "rojas y muertas", lo que significa que no están formando nuevas estrellas, o "azules y en Formación de Estrellas", lo que indica que están formando estrellas activamente. El enfoque de nuestro estudio es ver si los AGN siguen un patrón similar con el tiempo y qué puede decirnos eso sobre su relación con la galaxia a la que pertenecen.

#Recolección y Análisis de Datos

Llevamos a cabo nuestra investigación utilizando un gran conjunto de datos conocido como la encuesta Stripe82X. Esta encuesta nos permitió identificar casi 4,000 AGN de rayos X a lo largo de un amplio rango de tiempo cósmico. Luego medimos los colores de cada galaxia para averiguar si estaban formando estrellas o eran Quiescentes (no formando nuevas estrellas), usando un diagrama especial que ayuda a separar estos tipos de galaxias.

Curiosamente, no encontramos una división clara entre AGN en galaxias en formación de estrellas y quiescentes. Aunque las fuentes de rayos X más brillantes tendían a estar en la región de formación de estrellas, esto no sugería un vínculo fuerte entre la actividad AGN y el proceso de formación estelar.

#AGN y su Impacto en las Galaxias

Se cree comúnmente que los agujeros negros supermasivos activos afectan cómo cambian las galaxias y cómo forman nuevas estrellas a través de un proceso conocido como retroalimentación. Este mecanismo de retroalimentación implica que el centro activo calienta, enfría o cambia la presión del gas en la galaxia. Sin embargo, los detalles exactos de la retroalimentación siguen siendo objeto de debate entre los científicos.

Algunos estudios han demostrado que no hay una relación directa entre la tasa de formación de estrellas de una galaxia y la disminución de la actividad de rayos X. En otras palabras, que un AGN se vuelva menos activo no significa que la galaxia necesariamente dejará de formar estrellas.

#Comprendiendo las Tasas de Formación de Estrellas

Las tasas de formación de estrellas se pueden examinar utilizando un diagrama especial que considera el brillo en diferentes longitudes de onda. Los "colores" en este contexto reflejan la diferencia de brillo entre varias bandas. Esto nos permite separar las galaxias que están formando estrellas de aquellas que han dejado de hacerlo.

A medida que las galaxias envejecen, su luz en ciertas bandas se debilita. Esta disminución en el brillo cambia su posición en el diagrama. El polvo también puede jugar un papel, haciendo que las galaxias parezcan más rojas y desplazando aún más su posición.

#Examen de la Fuerza de los AGN y la Formación de Estrellas

En nuestra investigación, analizamos detenidamente cómo la fuerza de los AGN se relaciona con las tasas de formación de estrellas utilizando el diagrama de color y el brillo de rayos X de nuestra muestra. El conjunto de datos abarca un número significativo de galaxias y utiliza diferentes métodos para evaluar sus características.

Consideramos galaxias de un rango específico de tiempo cósmico, asegurando que nuestros hallazgos sean aplicables y significativos. Nuestra muestra contenía más de 5,000 galaxias con datos confiables, lo que la hace robusta para el análisis.

#Resultados del Análisis

Nuestros diagramas muestran las ubicaciones de los diversos objetos en nuestro estudio a través de diferentes intervalos de tiempo. Se identifica la región quiescente, mostrándonos dónde se encuentran las galaxias que no forman estrellas. Descubrimos que el porcentaje de galaxias no formadoras de estrellas aumentó a medida que miramos hacia atrás en el tiempo.

Por ejemplo, en tiempos cósmicos anteriores, el 35% de los AGN de rayos X se encontraron quiescentes, en comparación con solo el 6% en tiempos más recientes. Esto sugiere que a medida que las galaxias evolucionan, tienden a dejar de formar estrellas.

Sin embargo, también nos dimos cuenta de que la composición de las galaxias puede cambiar significativamente con el tiempo. En desplazamientos al rojo más altos, las características de las galaxias en formación de estrellas se vuelven menos claras debido al aumento del polvo y la incertidumbre en la medición de la luz.

#Implicaciones de Nuestros Hallazgos

Notamos que las fuentes de rayos X más luminosas no prefieren claramente la región quiescente de nuestro diagrama, contradiciendo la expectativa de que la actividad AGN ocurriría después de la formación de estrellas. En cambio, muchas de las fuentes altamente luminosas se encontraron en galaxias en formación de estrellas, sugiriendo un posible vínculo entre la actividad en el centro de la galaxia y la formación activa de estrellas.

Esta observación sugiere una especie de retroalimentación positiva. La actividad en el centro de una galaxia puede generar condiciones que favorezcan más formación de estrellas, como choques que comprimen el gas circundante.

Otros también han observado que muchos AGN de rayos X se encuentran en galaxias que aún están formando estrellas, aunque estas galaxias podrían ser más pequeñas que las galaxias típicas en formación de estrellas.

#La Complejidad de las Relaciones entre AGN y Galaxias

Si bien parece que los AGN a menudo se encuentran en galaxias en formación de estrellas, hay excepciones. Muchos AGN existen en galaxias que han dejado de formar estrellas o están en una fase de transición. Debido a que los AGN pueden encontrarse en tantos tipos diferentes de galaxias, se hace más difícil determinar un patrón o relación única.

Además, es posible que la actividad de los AGN pueda afectar cómo interpretamos la luz que proviene de una galaxia. Esto puede hacer que parezca que hay menos galaxias quiescentes de las que realmente hay, ya que el AGN podría dominar la medición de la luz.

#Conclusión

Nos propusimos investigar si los AGN seleccionados por rayos X se encuentran principalmente en galaxias en formación de estrellas. Nuestros hallazgos indican que, aunque puede haber una tendencia para que los AGN altamente activos se ubiquen en galaxias en formación de estrellas, la conexión está lejos de ser clara. También observamos que los AGN pueden estar presentes en una variedad de galaxias, incluyendo aquellas que son quiescentes o en transición.

En general, aunque existen algunos vínculos entre la actividad AGN y la formación de estrellas, el panorama completo sigue siendo complejo y requiere más estudio. Esta investigación abre la puerta para investigaciones adicionales que puedan ayudar a aclarar los roles que juegan los AGN en la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico.