El enigma de los agujeros negros que pueden transformar galaxias
Finalista del Concurso 3MT 2025, Isha Shailesh es estudiante del Doctorado en Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Su investigación estudia cómo los agujeros negros supermasivos influyen en la formación de estrellas y en la evolución química de las galaxias. A través de simulaciones computacionales, su trabajo busca comprender uno de los fenómenos que aún desafían a la astrofísica moderna.
Cuando una galaxia deja de formar estrellas
A lo largo de su evolución, las galaxias atraviesan procesos que determinan cómo cambian y se transforman con el paso del tiempo. Uno de ellos es la formación de nuevas estrellas a partir del gas presente en su interior. Sin embargo, en las galaxias más masivas este proceso comienza a disminuir, incluso cuando todavía existe material disponible para formar nuevos astros. Comprender qué mecanismos regulan esta transformación es la pregunta que guía la investigación “Supermassive black hole feedback and the chemical evolution of galaxies”.
El trabajo de Isha Shailesh se centra en estudiar cómo los agujeros negros supermasivos pueden influir en este proceso. Aunque se encuentran en una región pequeña del centro de las galaxias, estos objetos pueden liberar enormes cantidades de energía a través del fenómeno conocido como AGN feedback, modificando las condiciones del gas que rodea a la galaxia y afectando la formación de nuevas estrellas.
Para Shailesh, una de las razones que hacen especialmente atractivo este campo es la diferencia entre el tamaño de los agujeros negros supermasivos y la magnitud de su influencia dentro de las galaxias que los contienen.
“Me parece fascinante pensar que los agujeros negros supermasivos puedan tener un impacto tan grande en la formación y evolución de las galaxias, sobre todo considerando que son una fracción minúscula del tamaño de la galaxia que habitan. Solemos imaginarlos como monstruos que lo engullen todo a su alrededor, pero en realidad su influencia gravitatoria se limita a una región muy pequeña dentro de la galaxia” destacó la investigadora.
Simular galaxias para comprender sus transformaciones
Desde que inició su doctorado en 2022, Shailesh trabaja con simulaciones numéricas de formación de galaxias. Estas herramientas permiten recrear escenarios computacionales y compararlos con datos observacionales para estudiar cómo cambian estos sistemas a través del tiempo.
Su investigación es dirigida por la profesora Dra. Patricia Tissera, investigadora del Instituto de Astrofísica UC, y ha permitido desarrollar y validar un nuevo modelo de retroalimentación de los AGN que contribuye al estudio de la evolución de las galaxias.
El estudio busca comprender cómo influye el AGN feedback en la formación estelar y en la distribución de los elementos químicos producidos al interior de las estrellas y liberados al entorno durante las últimas etapas de su evolución.
“Me gustaría que se entienda que gran parte de mi trabajo se hace desde una computadora. Construimos modelos, corremos simulaciones, comparamos con observaciones reales. Es un proceso mucho más creativo y computacional de lo que a veces se imagina cuando se piensa en astrónomía” señaló.
Del observatorio al mundo
Durante su formación doctoral, Shailesh realizó una pasantía en el Max Planck Institute for Astrophysics, en Garching, Alemania, donde pudo integrarse a un entorno científico especializado en astrofísica computacional y compartir los avances de su investigación con especialistas del área.
“Fue una experiencia increíble poder relacionarme con expertos en astrofísica computacional y compartir mi investigación con ellos.”
Esta experiencia internacional se suma a una trayectoria investigativa desarrollada en Chile, un país que se ha convertido en un referente mundial para la astronomía gracias a sus observatorios y a la generación de conocimiento en torno al universo. Desde esta perspectiva, las simulaciones que desarrolla Shailesh complementan la observación astronómica al permitir interpretar los datos obtenidos y comprender los procesos físicos que ocurren detrás de ellos.
De la curiosidad por la naturaleza a los misterios del universo
Proveniente de India, Isha Shailesh llegó a Chile para continuar su formación doctoral en Astrofísica y desarrollar una investigación orientada a estudiar el papel que cumplen los agujeros negros supermasivos en la transformación de las galaxias. Su llegada al país es parte de una trayectoria científica construida a partir de una curiosidad que comenzó mucho antes de mirar hacia el cosmos.
Durante su infancia imaginó un futuro ligado al estudio del comportamiento animal y la conservación de la vida silvestre. Sin embargo, en la enseñanza media descubrió en la física una nueva forma de aproximarse a las preguntas sobre la naturaleza: entender las leyes que explican los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor. Esa inquietud la llevó a especializarse en astrofísica y a ampliar su mirada hacia los procesos que ocurren a escalas mucho mayores.
En el Doctorado en Astrofísica, Shailesh centra su trabajo en los núcleos activos de galaxias (AGN), fenómenos asociados a la actividad de agujeros negros supermasivos que pueden liberar enormes cantidades de energía hacia su entorno. Su investigación busca determinar cómo esta retroalimentación modifica las condiciones de las galaxias y afecta su capacidad para formar nuevas estrellas.
Para abordar esta pregunta, utiliza simulaciones computacionales que permiten recrear la evolución de estos sistemas a través del tiempo y comparar distintos escenarios del universo. Este enfoque contribuye a mejorar los modelos utilizados por la comunidad científica para interpretar observaciones astronómicas y comprender con mayor precisión los mecanismos que regulan el crecimiento y transformación de las galaxias.
“Me encantaría que los jóvenes supieran que este camino está a su alcance. No hace falta saberlo todo desde el principio. Lo único que se necesita es curiosidad y un afán constante por aprender. No dudéis nunca en hacer preguntas.”