MADRID, 13 Ene. (EUROPA PRESS) -
Aproximadamente el 35% de los agujeros negros supermasivos están muy oscurecidos, lo que significa que sus nubes de gas y polvo son tan espesas que bloquean incluso la luz de rayos X de baja energía.
Recientemente, varios telescopios de la NASA ayudaron a los científicos a buscar en el cielo agujeros negros supermasivos (aquellos que son hasta miles de millones de veces más pesados que el Sol). El nuevo estudio, publicado en el Astrophysical Journal con ese resultado, es único porque tenía la misma probabilidad de encontrar agujeros negros masivos que están ocultos detrás de densas nubes de gas y polvo que los que no lo están.
Estudios similares habían descubierto que menos del 15% de los agujeros negros supermasivos están ocultos de esta manera. Los científicos creen que la verdadera división debería ser más cercana al 50/50 basándose en modelos de cómo crecen las galaxias. Si las observaciones continúan indicando que significativamente menos de la mitad de los agujeros negros supermasivos están ocultos, los científicos necesitarán ajustar algunas ideas clave que tienen sobre estos objetos y el papel que juegan en la formación de las galaxias, informa la NASA.
Aunque los agujeros negros son inherentemente oscuros (ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad), también pueden ser algunos de los objetos más brillantes del universo: cuando el gas es atraído hacia la órbita alrededor de un agujero negro supermasivo, como el agua que rodea un desagüe, la gravedad extrema crea una fricción y un calor tan intensos que el gas alcanza cientos de miles de grados e irradia tan brillantemente que puede eclipsar a todas las estrellas de la galaxia circundante.
Las nubes de gas y polvo que rodean y reponen el brillante disco central pueden tomar aproximadamente la forma de un toro o rosquilla. Si el agujero de rosquilla está orientado hacia la Tierra, el brillante disco central dentro de él es visible; si se ve de canto, el disco está oscurecido.
La mayoría de los telescopios pueden identificar con bastante facilidad agujeros negros supermasivos de frente, aunque no de canto. Pero hay una excepción a esto que los autores del nuevo artículo aprovecharon: la rosquilla absorbe luz de la fuente central y reemite luz de menor energía en el rango infrarrojo (longitudes de onda ligeramente más largas que las que los ojos humanos pueden detectar). Básicamente, las rosquillas brillan en infrarrojo.
Estas longitudes de onda de luz fueron detectadas por el Satélite Astronómico Infrarrojo de la NASA, o IRAS, que funcionó durante 10 meses en 1983 y fue administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Un telescopio de reconocimiento que tomó imágenes de todo el cielo, IRAS pudo ver las emisiones infrarrojas de las nubes que rodeaban a los agujeros negros supermasivos. Lo más importante es que podía detectar agujeros negros de canto y de frente con la misma precisión.
IRAS captó cientos de objetivos iniciales. Algunos de ellos resultaron ser galaxias con altas tasas de formación estelar que emiten un resplandor infrarrojo similar, pero no agujeros negros muy oscurecidos. Por eso, los autores del nuevo estudio utilizaron telescopios terrestres de luz visible para identificar esas galaxias y separarlas de los agujeros negros ocultos.
Para confirmar la existencia de agujeros negros muy oscurecidos de canto, los investigadores se basaron en el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, un observatorio de rayos X también gestionado por el JPL. Los rayos X son irradiados por algunos de los materiales más calientes que rodean el agujero negro. Los rayos X de menor energía son absorbidos por las nubes de gas y polvo circundantes, mientras que los rayos X de mayor energía observados por el NuSTAR pueden penetrar y dispersarse en las nubes. Detectar estos rayos X puede llevar horas de observación, por lo que los científicos que trabajan con el NuSTAR primero necesitan un telescopio como el IRAS que les indique dónde buscar.
"Me sorprende lo útiles que fueron IRAS y NuSTAR para este proyecto, especialmente a pesar de que IRAS estuvo en funcionamiento hace más de 40 años", dijo en un comunicado el líder del estudio Peter Boorman, astrofísico de Caltech. "Creo que muestra el valor heredado de los archivos de telescopios y el beneficio de usar múltiples instrumentos y longitudes de onda de luz juntos".
Determinar el número de agujeros negros ocultos en comparación con los que no están ocultos puede ayudar a los científicos a entender cómo estos agujeros negros se vuelven tan grandes. Si crecen consumiendo material, entonces un número significativo de agujeros negros deberían estar rodeados de nubes espesas y potencialmente oscurecidos. Boorman y sus coautores dicen que su estudio respalda esta hipótesis.
Además, los agujeros negros influyen en las galaxias en las que viven, principalmente al impactar en la forma en que crecen las galaxias. Esto sucede porque los agujeros negros rodeados de enormes nubes de gas y polvo pueden consumir enormes cantidades de material, pero no infinitas. Si cae demasiado material hacia un agujero negro a la vez, el agujero negro comienza a expulsar el exceso y lo devuelve a la galaxia. Esto puede dispersar las nubes de gas dentro de la galaxia donde se están formando las estrellas, lo que ralentiza el ritmo de formación de estrellas allí.
"Si no tuviéramos agujeros negros, las galaxias serían mucho más grandes", dijo Poshak Gandhi, profesor de astrofísica en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y coautor del nuevo estudio. "Por lo tanto, si no tuviéramos un agujero negro supermasivo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, podría haber muchas más estrellas en el cielo. Ese es solo un ejemplo de cómo los agujeros negros pueden influir en la evolución de una galaxia".