28 agosto 2014

Observaciones con el VLT sugieren que los agujeros negros no sólo devoran polvo cósmico

Una investigación, con participación del IAC, obtiene la observación más detallada hasta la fecha de un agujero negro dentro de una galaxia supermasiva.
Los resultados sugieren que, además de engullir ferozmente el polvo cósmico de su entorno, el agujero negro expulsa otra parte de ese polvo al exterior en forma de vientos fríos.
El estudio, que aparece publicado en Astrophysical Journal, pone en jaque las actuales teorías sobre los agujeros negros.
 Los agujeros negros aún guardan secretos que sólo puede revelarse con ‘lupas’ tan gigantes como el interferómetro del Very Large Telescope (VLT), que opera el Observatorio Europeo del Sur (ESO, en su acrónimo inglés) en el cerro de Paranal (Chile). Este aparato ha permitido la observación más detallada hasta la fecha de un agujero negro dentro de una galaxia activa.  Como era de esperar, la investigación, que cuenta con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), han descubierto mucho polvo cósmico. Sin embargo, la sorpresa es que el agujero negro no engulle ferozmente todo el polvo del entorno. Al contrario, expulsa parte del mismo hacia el exterior en forma de vientos fríos.
El hallazgo, que publica la revista Astrophysical Journal, pone en jaque las actuales teorías y nos revela cómo evolucionan e interactúan con su entorno los agujeros negros supermasivos.
A lo largo de los últimos veinte años, los astrónomos han descubierto que casi todas las galaxias tienen un enorme agujero negro en su centro. Algunos de esos agujeros negros crecen atrayendo materia de su entorno y crean, durante el proceso, el objeto más energético del universo: los núcleos de galaxias activos (Active Galactic Nuclei, AGN).
Las regiones centrales de estas brillantes centrales energéticas están rodeadas por un anillo de forma toroidal, es decir, la misma que tiene una rosquilla. Se compone de polvo cósmico arrastrado del espacio circundante en un fenómeno similar a lo que ocurre cuando el agua forma un pequeño remolino alrededor del desagüe de un lavabo.
Se creía que la mayor parte de la fuerte radiación infrarroja que provenía de los AGNs se originaba en esos roscos. Sin embargo,  nuevas observaciones de una galaxia activa cercana llamada NGC 3783, empleando las capacidades del Interferómetro han dado una sorpresa a un equipo de astrónomos. Pese a que el polvo caliente — que tiene una temperatura de entre 700 y 1000 grados Celsius — se encuentra en un toro (tal y como esperaban), han descubierto grandes cantidades de polvo frío encima y debajo de este toro principal.
La investigación no partía de cero: la astrofísica del IAC Almudena Prieto ha aportado los resultados obtenidos sobre NGC 3783 obtenidos mediante técnicas de óptica adaptativa facilitadas por VLT. “Usando estas técnicas  nos dimos cuenta hace tiempo que la radiación tan potentísima  que se emitía en la cercanía de este agujero negro es expelida con velocidades de miles de kilómetros y,  además, de forma colimada o, lo que es lo mismo, en una dirección privilegiada”, expone Prieto.
La investigación publicada por Astrophysical Journal da un paso más allá y logra observar el agujero de NGC 3783 con una “lupa entre 10 y 15 veces más potente”, apunta la investigadora del IAC. “Con esta súper amplificación vimos que el polvo que esperábamos encontrar alrededor de este agujero negro y, del cual este se  alimenta ferozmente, no parece estar destinado por entero para este fin. Vemos mucho polvo que está localizado en la misma dirección en la que sale la radiación”, añade.
 El polvo descubierto forma una corriente de viento frío que sale del agujero negro. Este viento debe jugar un importante papel en la compleja relación existente entre el agujero negro y su entorno. El agujero negro satisface su insaciable apetito alimentándose del material circundante, pero la intensa radiación que produce este proceso también parece estar eyectando material. Aún no está muy clara la forma en que estos dos procesos se alían para permitir que los agujeros negros supermasivos crezcan y evolucionen en el interior de las galaxias, pero la presencia de un viento polvoriento añade una nueva pieza a este puzzle.
 Con el fin de investigar las regiones centrales de NGC 3783, los astrónomos necesitaban utilizar las capacidades combinadas de los Telescopios Unitarios del VLT  de ESO. Utilizándolos juntos, forman un interferómetro que puede obtener una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros.
Estas nuevas observaciones pueden llevar a un cambio de paradigma en la comprensión de los AGN. Son evidencias directas de que el polvo está siendo eyectado por la fuerte radiación. Los modelos de distribución del polvo y los que muestran cómo crecen y evolucionan los agujeros negros supermasivos deberán tener en cuenta, a partir de ahora, estos nuevos efectos recién descubiertos.
Fuente: IAC
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