Cuanto más estudiamos el Universo, más probable es que cada galaxia esté orbitando un coloso cósmico, un agujero negro supermasivo, que alimenta el núcleo galáctico.
Hay muchas cosas que no sabemos sobre estos objetos gigantes, incluida la evidente pregunta de cómo crecen tanto, pero una nueva investigación podría ayudarnos a llenar algunos de los vacíos. Según un nuevo estudio de radio de todas las galaxias en una región del cielo, cada agujero negro supermasivo en un núcleo galáctico devora materia, aunque lo hacen de manera un poco diferente.
“Recibimos cada vez más indicios de que todas las galaxias tienen una enorme masa agujeros negros en sus centros. Por supuesto, estos deben haber crecido hasta alcanzar su masa actual “. dijo el astrónomo Peter Barthel de la Universidad de Groningen en Holanda.
“Parece que, gracias a nuestras observaciones, ahora tenemos estos procesos de crecimiento a la vista y estamos comenzando a comprenderlos lenta pero seguramente”.
Hay una brecha curiosa en el rango de masas de los agujeros negros que significa que nos falta una pieza importante del rompecabezas de cómo se forman y crecen los agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros de masa estelar, los que se han formado a partir del núcleo colapsado de una estrella masiva, solo se han detectado hasta 142 veces la masa del Sol, e incluso ese era más pesado de lo habitual, producto de una colisión entre dos negros más pequeños. agujeros.
Los agujeros negros supermasivos, por otro lado, suelen tener entre unos pocos millones y miles de millones de masas solares. Uno pensaría que si los agujeros negros supermasivos crecieran a partir de los de masa estelar, habría muchos de masa intermedia, pero se han realizado muy pocas detecciones.
Una forma en que podemos intentar averiguarlo es estudiando los agujeros negros que tengo detectado, para ver si su comportamiento puede darnos alguna pista; eso es lo que hizo un equipo de astrónomos dirigido por Jack Radcliffe de la Universidad de Pretoria en Sudáfrica.
Su foco era una región del espacio conocida como MERCANCÍAS-Norte, ubicado en la constelación de la Osa Mayor. Esta región, objeto de un estudio de cielo profundo del Hubble, ha sido bien estudiada, pero principalmente en longitudes de onda ópticas, ultravioleta e infrarroja.
Una sección de GOODS North, con cada punto una galaxia. (NASA / ESA / G. Illingworth / P. Oesch / R. Bouwens e I. Labbé, y el equipo científico)
Radcliffe y su equipo realizaron análisis de la región usando un rango de longitudes de onda hasta rayos X, agregando observaciones de radio usando interferometría de línea de base muy larga a la mezcla. Por lo tanto, identificaron núcleos galácticos activos, aquellos que contienen un agujero negro supermasivo activo, que eran brillantes en diferentes longitudes de onda.
Cuando los agujeros negros supermasivos están acumulando material activamente, absorbiendo gas y polvo del espacio circundante, el material se calienta, brillando con radiación electromagnética lo suficientemente brillante como para ser visto a través de vastas distancias cósmicas.
Dependiendo de la cantidad de polvo que oscurezca el núcleo galáctico, algunas longitudes de onda de esta luz pueden ser más fuertes, por lo que no se puede usar un rango de longitud de onda único para identificar todos los núcleos galácticos activos en un parche de cielo.
Equipado con esta información adicional, el equipo hizo un estudio del AGN en GOODS-North y realizó varias observaciones.
La primera fue que no todas las acumulaciones activas son iguales. Eso puede parecer una obviedad, y ciertamente hemos observado diferentes agujeros negros supermasivos que se acumulan a diferentes velocidades, pero los datos siguen siendo útiles. Los investigadores encontraron que algunos agujeros negros supermasivos activos devoran material a un ritmo mucho más rápido que otros, y algunos no devoran mucho en absoluto.
A continuación, investigaron la presencia de actividad estelar, es decir, una región y un período de intensa formación estelar, coincidiendo con un núcleo galáctico activo.
Se cree que la retroalimentación de un núcleo galáctico activo puede apagar la formación de estrellas al hacer volar todo el material del que están hechas las estrellas, pero algunos estudios han demostrado que puede suceder lo contrario, también, ese material impactado y comprimido por la retroalimentación puede colapsar en estrellas bebés.
Descubrieron que algunas galaxias tienen actividad de explosión estelar y otras no. Curiosamente, la actividad de estallido estelar en curso puede hacer que un núcleo galáctico activo sea más difícil de ver, lo que sugiere que será necesario realizar más investigaciones para definir mejor el papel de la retroalimentación en la extinción.
Finalmente, estudiaron los chorros relativistas que pueden dispararse desde los polos de un agujero negro supermasivo durante la acreción activa. Se cree que estos chorros consisten en una pequeña fracción de material que se canaliza a lo largo de las líneas del campo magnético desde la región interior del disco de acreción hasta los polos del agujero negro, donde se lanza al espacio en forma de chorros de plasma ionizado, a velocidades de una porcentaje significativo de la velocidad de la luz.
No estamos del todo seguros de cómo y por qué se forman estos chorros, y la investigación del equipo sugiere que la tasa de acumulación de material no juega un papel importante. Descubrieron que los chorros se forman solo a veces, y que no importa si un agujero negro está comiendo rápido o lentamente.
Esta información, dijeron los investigadores, puede ayudar a comprender mejor el comportamiento de acreción y el crecimiento de los agujeros negros supermasivos. Y, dijeron, también muestra que la radioastronomía puede desempeñar un papel más importante en estos estudios en el futuro.
Lo que significa que, en el futuro, tendremos un conjunto de herramientas más poderoso para tratar de desentrañar uno de los misterios más desconcertantes de los agujeros negros: ¿de dónde diablos vienen los chonkers supermasivos?
La investigación del equipo ha sido publicada y aceptada en dos artículos en Astronomía y Astrofísica. Se pueden encontrar aquí y aquí.
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