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Tras el rastro de la luz, alimento de los agujeros negros supermasivos

23/11/2021
Por: Natalia Piedrahita Tamayo- Periodista

Una egresada de la Universidad de Antioquia publicó un estudio sobre los Núcleos Activos de Galaxias —AGN, por sus siglas en inglés— el cual permite conocer las dinámicas de los agujeros negros supermasivos y la evolución de ciertas regiones del universo en la que estos «engullen» toda la energía y luminosidad que los circunda.

Galaxias Centauro A . En esta imagen se aprecian los chorros de plasma que emanan del agujero negro gigante que hay en su centro, los cuales tienen más de un millón de años luz de largo. Crédito de imagen: ESO/ WFI (visible); MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss y col. (microonda); NASA / CXC / CfA / R. Kraft y col. (Radiografía). 

Se cree que todas las galaxias tienen un agujero negro supermasivo —objeto astronómico cuya medida es superior a miles de millones de masas solares— en su interior, pero solo en un 10 % de estas se da el fenómeno de la alimentación, en el que un disco de materia es «tragado» por estos agujeros. Es un espectáculo que genera algunas de las imágenes más bellas que se conocen del universo y, además, una narración sobre una galaxia que está en declive o cercana al cese de su actividad.

Pero ¿qué es exactamente un AGN? «Alrededor de los agujeros negros, en varias galaxias, hay discos que se encargan de alimentarlos, es una región en la que el gas caliente y las estrellas que están cerca del núcleo galáctico son engullidos por los agujeros negros. La energía que se produce en ese fenómeno, y que se convierte en energía lumínica, es lo que se conoce como AGN», explicó Natalia Osorio Clavijo, astrónoma de la Universidad de Antioquia y actualmente investigadora doctoral en Astrofísica del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Autónoma de México, Unam, quien ha dedicado los últimos cinco años a estudiar este fenómeno.

En su investigación, Fantasmas de núcleos galácticos activos: una búsqueda sistemática de núcleos desvanecidos, publicada en diciembre de 2020 en The Astrophysical Journal de la Universidad de Harvard, aborda las muestras obtenidas a partir de la observación del fenómeno de la alimentación, cuya formación inicial aún es un enigma para la ciencia, pero del cual se sabe que es una pieza clave en la evolución y destino de algunas galaxias. Aunque pueden apreciarse otros eventos con luminosidades más altas, como las explosiones de rayos gamma —fenómeno de radiación electromagnética que se produce a partir de las explosiones de una estrella o supernova—, estos son muy breves en comparación con la duración de vida de los AGN.

«Los jets son chorros que salen del centro del AGN, derivados de liberación de luz que permitió la actividad que se dio hace mucho tiempo y la cual puede apreciarse a través de la longitud de onda del radio», puntualizó Osorio Clavijo, y afirmó que estos poderosos eventos son buenos indicadores para estudiar el universo a gran escala.

«Dependiendo de la longitud de onda desde la que se observen, tenemos un zoológico de AGN —algunas de ellas se denominan blazares, cuásares, radiogalaxias y galaxias Seyfert, debido a que son galaxias en cuyo núcleo se produce enormes cantidades de energía—. Todas estas hacen parte del compendio de especies que nos permiten estudiar el universo a gran escala», aseguró Osorio Clavijo y añadió que, aunque todas las galaxias tienen agujeros negros masivos en su núcleo, no en todas se dan los AGN.

Estas emisiones lumínicas no se pueden ver a simple vista  debido a que están a millones de años luz de la Tierra y por eso se utilizan telescopios con mucha resolución que captan diferentes longitudes de onda, como el Hubble, que está situado en los bordes de la atmósfera, a 593 km sobre el nivel del mar, en los bordes de la atmósfera de la Tierra; telescopios terrestres como los de Atacama Large Millimeter Array —Alma—, ubicados en Chile; o como el observatorio de rayos x Chandra, el más usado para observar AGN en rayos X.

«Cuando uno examina distancias grandes en el universo observa el pasado, es una ventana a una época anterior, en la que el universo pareciera estar mucho más activo; esto nos dice que el universo podría estar muriendo»: Natalia Osorio Clavijo.

Pero no todos los agujeros negros succionan el material estelar que los circunda. «En el núcleo de nuestra galaxia, la Vía Láctea, está Sagitario A*, un agujero negro de aproximadamente 7 millones de masas solares, unidad de medida utilizada en astronomía para comparar objetos u eventos de gran magnitud en el universo. Sin embargo, el disco  central de nuestra galaxia no lo alimenta, es decir, no vamos a ser tragados por él», afirmó Juan Carlos Muñoz Cuartas, doctor en Astrofísica, investigador del Instituto de Física de la Universidad de Antioquia y asesor del trabajo de grado de la estudiante de pregrado.

Estos eventos masivos son valorados por la comunidad científica, ya que son un testimonio de cómo las estrellas se expanden y se consumen entre ellas, con lo cual se pueden detectar galaxias activas y muy remotas. Sin embargo, estos objetos no están completamente entendidos.

Los fenómenos asociados a los AGN se estudian desde el siglo pasado mediante la técnica astronómica de la espectroscopía, utilizada para determinar qué elementos hay en una galaxia y cuáles son los fenómenos físicos que les ocurren. Justamente en 2020 se les otorgó el Premio Nobel de Física a Reinhard Genzel y Andrea Ghez por su trabajo sobre el agujero negro supermasivo, Sagitario A*, que estudiaron durante 30 años a través de los telescopios del Observatorio Europeo Austral —ESO—.

En algunos casos la luminosidad que emiten los AGN es tan dominante respecto a la galaxia huésped, que la luz de esta última no puede observarse. Cygnus A y M 87, son algunos de los AGN de baja luminosidad más conocidos.

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