El gas expulsado del centro de los agujeros negros supermasivos interactúa con el gas para crear un patrón de circulación dinámico, similar a una fuente más que al comúnmente descrito de rosquilla.
Así lo revelan simulaciones por computadora y nuevas observaciones del telescopio ALMA. El resultado se publica en The Astrophysical Journal.
La mayoría de las galaxias albergan un agujero negro supermasivo, millones o miles de millones de veces más pesado que el Sol, en sus centros. Algunos de estos agujeros negros tragan el material bastante activamente. Pero los astrónomos han creído que, en lugar de caer directamente en el agujero negro, la materia se acumula alrededor del agujero negro activo formando una estructura de rosquilla.
Agujero negro supermasivo en la Galaxia Circinus.
Takuma Izumi, investigador del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), dirigió un equipo de astrónomos que utilizaron ALMA para observar el agujero negro supermasivo en la Galaxia Circinus, ubicada a 14 millones de años luz de la Tierra en la dirección de la constelación Circinus. Luego, el equipo comparó sus observaciones con una simulación por computadora de la caída de gas hacia un agujero negro hecho con la supercomputadora Cray XC30 ATERUI operada por NAOJ.
Esta comparación reveló que el presunto «donut» o rosquilla no es en realidad una estructura rígida, sino una compleja colección de componentes gaseosos altamente dinámicos. Primero, el gas molecular frío que cae hacia el agujero negro forma un disco cerca del plano de rotación. A medida que se acerca al agujero negro, este gas se calienta hasta que las moléculas se descomponen en los átomos e iones componentes. Algunos de estos átomos se expulsan por encima y por debajo del disco, en lugar de ser absorbidos por el agujero negro. Este gas atómico caliente vuelve a caer sobre el disco creando una estructura tridimensional turbulenta. Estos tres componentes circulan continuamente, similar a una fuente de agua en un parque de la ciudad.
Simulación.
«Los modelos teóricos anteriores establecen supuestos a priori de rosquillas rígidas», explica Keiichi Wada, teórico de la Universidad de Kagoshima en Japón, quien dirigió el estudio de simulación y es miembro del equipo de investigación.
«En lugar de partir de suposiciones, nuestra simulación comenzó a partir de las ecuaciones físicas y mostró por primera vez que la circulación de gas forma naturalmente un “donut”. Nuestra simulación también puede explicar varias características de observación del sistema».
«Al investigar el movimiento y la distribución tanto del gas molecular frío como del gas atómico caliente con ALMA, demostramos el origen de la estructura de rosquilla alrededor de los agujeros negros activos», dijo Izumi. «Sobre la base de este descubrimiento, tenemos que volver a escribir los libros de texto de astronomía».
Edición: EP.
