• Los cuásares más luminosos se nutren del choque
entre galaxias, pero los de brillo moderado, lo hacen de vientos estelares
e inestabilidades del disco galáctico, descubrió un
grupo científico al que pertenece Takamitsu Miyaji, del Instituto
de Astronomía de la UNAM
Los núcleos de muchas galaxias del Universo,
incluida la Vía Láctea, albergan espectaculares agujeros
negros con masas que pueden llegar a ser varios miles de millones de
veces la del Sol.
Son sitios que ejercen una imponente fuerza
de gravedad de cuya atracción no escapa nada, ni siquiera la
luz. Como no pueden verse directamente porque no emiten luz -de ahí
su nombre-, los astrónomos los analizan de forma indirecta, a
través de los intensos procesos que ocurren mientras tragan materia.
Hasta ahora, los especialistas han documentado
que los cuásares más luminosos se nutren del choque entre
galaxias, pero un grupo internacional de astrofísicos, al que
pertenece Takamitsu Miyaji, investigador del Instituto de Astronomía
(IA) de la UNAM, ha descubierto que los cuásares de brillo moderado,
que son los más comunes en el Universo, se alimentan de procesos
más locales, como inestabilidades del disco galáctico,
vientos estelares, interacciones con nubes de gas molecular y perturbaciones
a escala galáctica.
Cuásares, galaxias con agujeros negros
Si un agujero negro está en proceso
de tragar materia, los violentos procesos físicos que tienen
lugar en su entorno emiten grandes cantidades de radiación que
es posible detectar con telescopios.
Los cuásares, las más potentes
fuentes de energía del Universo, son estas galaxias que poseen
agujeros negros supermasivos que están activamente en la absorción
de materia.
Dentro de las actuales fronteras de la astronomía,
uno de los problemas que aún está por resolverse consiste
en clarificar de dónde procede la gran cantidad de material necesaria
para despertar al agujero negro dormido, y disparar
los violentos procesos que lo convierten en un cuásar.
La fusión de galaxias es el mecanismo
más prometedor sugerido en las últimas décadas
para explicar el encendido.
Según esta teoría, las fusiones
entre galaxias debidas a choques, hacen que la resultante obtenga una
inmensa reserva de gas. Por medio de fuerzas de marea, ese material
es conducido al corazón de la galaxia; activa así el hoyo
negro y produce inmensas cantidades de radiación, que después
los astrónomos pueden observar con ciertos telescopios.
En la época en la que se formaron los
primeros cuásares, hace unos 13 mil millones de años,
el tamaño del Universo era mucho menor y, por tanto, las colisiones
eran frecuentes. De hecho, se han observado en diversas ocasiones evidencias
de procesos de fusión en las galaxias huésped de cuásares.
Los estudios indican que los más luminosos
que conocemos han encendido su motor central tras sufrir una fusión
con otra galaxia.
Pero la interrogante es qué sucede en
los cuásares menos brillantes. Para hallar una respuesta, el
grupo de científicos referido hizo un estudio que sugiere un
mecanismo distinto para el suministro de materia.
La investigación
La investigación internacional se centró
en una pequeña región del cielo conocida como COSMOS,
con un tamaño 10 veces mayor al de la Luna, y localizado en el
la constelación del Sextante.
Dentro de esa pequeña región,
se estudiaron cerca de 600 cuásares. La parte principal del trabajo
se realizó con el telescopio espacial de rayos X llamado XMM-Newton,
de la Agencia Espacial Europea. Los rayos X corresponden a la luz de
mayor energía, sólo por debajo de los rayos gamma. Estos
fotones energéticos son emitidos por los procesos físicos
más violentos del Universo, y en particular los cuásares
irradian una gran parte de su luz con este tipo de energías.
También, se realizó un profundo
estudio con el Very Large Telescope (VLT) de la European Southern Organization,
para determinar la distancia a la que se encuentran esas fuentes energéticas.
El análisis, que ha tardado más
de cinco años en realizarse, reveló que los cuásares
observados, que en promedio están a 11 billones de años
luz, no están entre los más luminosos del Universo, si
no que más bien tienen un brillo moderado.
El equipo también encontró que
están embebidos en halos de materia oscura, con masas estimadas
mucho mayores que la de aquellos (halos) en que se encuentran los cuásares
más brillantes.
De la materia oscura se desconoce su origen,
porque no emite luz, pero constituye la mayor parte de la masa de las
galaxias, incluidos los cuásares.
La teoría actual de fusión de
galaxias para el encendido predice que los cuásares más
brillantes tienden a estar en entornos de materia oscura más
masivos.
Los resultados encontrados para los poco brillantes
son completamente opuestos. Sugieren que el mecanismo de activación
es distinto al de fusión de galaxias, y depende de procesos más
locales, como inestabilidades del disco de la galaxia, interacciones
con nubes de gas molecular, perturbaciones a escala galáctica
y vientos estelares.
Este trabajo fue publicado hace unos días
en la revista The Astrophysical Journal. Fue encabezado por
V. Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik [IPP]; Excellence
Cluster Universe, Garching, Germany), y en él han participado,
además de Takamitsu Miyaji, A. Finoguenov (Max-Planck-Institut
für Extraterrestrische Physik [MPE], Garching, Germany y University
of Maryland, Baltimore, USA); N. Cappelluti (INAF-Osservatorio Astronomico
de Bologna [INAF-OA], Italy y University of Maryland, Baltimore, USA);
G. Hasinger (IPP).
Asimismo, M. Salvato (IPP, Excellence Cluster
Universe, Garching, Germany); M. Brusa (MPE); R. Gilli (INAF-OA); G.
Zamorani (INAF-OA); F. Shankar (Max-Planck-Institut für Astrophysik,
Garching, Germany); J. B. James (University of California at Berkeley,
USA and University of Copenhagen, Denmark); H. J. McCracken (Observatoire
de Paris, France); A. Bongiorno (MPE); A. Merloni (Excellence Cluster
Universe, Garching, Germany y MPE); J.A. Peacock (University of California
en Berkeley, USA); J. Silverman (University of Tokyo, Japan), y A. Comastri
(INAF-OA).
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