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Los agujeros negros también expulsan material al entorno

Un análisis demuestra que repelen polvo que forma una corriente fría


El Very Large Telescope de ESO ha analizado el polvo que rodea al gigantesco agujero negro del centro de una galaxia activa, y en lugar de encontrarlo rodeando al agujero negro en forma de rosco, como era de esperar, los astrónomos han descubierto que gran parte del mismo se encuentra encima y debajo del rosco. Estas observaciones muestran que el polvo está siendo repelido del agujero negro hacia afuera en forma de vientos fríos, un sorprendente descubrimiento que pone en jaque las actuales teorías.





Impresión artística de los alrededores del agujero negro supermasivo en NGC 3783. Fuente: ESO.
Impresión artística de los alrededores del agujero negro supermasivo en NGC 3783. Fuente: ESO.
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 en forma de rosco compuesto de polvo cósmico arrastrado del espacio circundante, algo 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.

Pero nuevas observaciones de una galaxia activa cercana llamada NGC 3783, empleando las capacidades del Interferómetro Very Large Telescope (VLTI) instalado en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, 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 (la forma geométrica de un rosco), tal y como esperaban, han descubierto grandes cantidades de polvo frío encima y debajo de este toro principal.

Tal y como explica en la nota de prensa de ESO el autor principal del artículo que presenta estos nuevos resultados, Sebastian Hönig (Universidad de California Santa Barbara, EE.UU, y Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Alemania), “es la primera vez que hemos podido combinar observaciones detalladas en el infrarrojo medio del polvo frío (casi a temperatura ambiente) que rodea a un AGN, con observaciones de casi la misma precisión del polvo muy caliente. Es también la mayor colección de datos interferométricos en el infrarrojo sobre AGNs publicada hasta el momento”.

El polvo recientemente 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 puzle.

El proceso

Con el fin de investigar las regiones centrales de NGC 3783, los astrónomos necesitaban utilizar las capacidades combinadas de los Telescopios Unitarios del VLT (Very Large Telescope) de ESO. Utilizándolos juntos, forman un interferómetro que puede obtener una resolución equivalente a la de un telescopio de 130 metros.

Otro miembro del equipo, Gerd Weigelt (Instituto Max-Planck de Radioastronomía, Bonn, Alemania), explica: “Combinando las capacidades únicas de los espejos del VLT con la interferometría somos capaces de recoger la suficiente cantidad de luz como para observar objetos débiles. Eso nos permite estudiar una región tan pequeña como la distancia que separa a nuestro Sol de su estrella más cercana, en una galaxia que se encuentra a decenas de millones de años luz. Actualmente, no hay otro sistema óptico o infrarrojo en el mundo capaz de emular estas capacidades”.

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.

Hönig concluye, “Ahora estoy ansioso por la puesta en funcionamiento de MATISSE, que nos permitirá combinar los Telescopios Unitarios del VLT de una sola vez y observar simultáneamente en el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio — proporcionándonos datos mucho más detallados”. MATISSE, un instrumento de segunda generación para el VLTI, se encuentra actualmente en fase de construcción.

Referencia bibliográfica:

S. Hönig et al. Dust in the Polar Region as a Major Contributor to the Infrared Emission of Active Galactic Nuclei . Astrophysical Journal del 20 de junio de 2013.


Viernes, 21 de Junio 2013
ESO/T21
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