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Cada vez entendemos mejor los agujeros negros supermasivos. Y es clave para nuestro conocimiento del universo

A veces en ciencia es conveniente utilizar lo conocido para poder imaginar las características de lo desconocido. El problema con aplicar esta lógica a los agujeros negros es que éstos no son extremadamente diferentes a cualquier cosa que conozcamos. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Dartmouth, en EE UU, ha logrado atajar este problema para entender mejor qué ocurre en las inmediaciones de los agujeros negros.


El toro de acreción.
El estudio se centra en los núcleos galácticos activos (AGN), agujeros negros supermasivos situados en el centro de galaxias como la nuestra, los cuales se encuentran en fase de rápido crecimiento. Estos AGN emiten un amplio espectro de radiación electromagnética, que va desde ondas de radio hasta rayos-X.

Los AGN suelen contar con un disco de acreción, una masa con forma de toroide o anillo que los rodea, compuesto de polvo y gas orbitando a alta velocidad alrededor del agujero. Esta materia es la principal responsable de la luz emitida por los agujeros negros pero la cantidad de esta luz que nos llega de distintos AGN puede variar notablemente en intensidad y color.

Los astrónomos han considerado tradicionalmente que las distintas “firmas” lumínicas de los distintos agujeros negros estaban relacionadas con el ángulo desde el que veíamos este disco. Así, un disco con un eje de rotación apuntando hacia nosotros aparentaría ser muy brillante mientras que un disco perpendicular a nuestra perspectiva sería más oscuro.

Una perspectiva diferente.
Investigadores de la Universidad de Dartmouth han ofrecido una hipótesis distinta. Lo han hecho a través de un artículo publicado en la revista The Astrophysicala Journal. Según esta el motivo detrás de estas apariencias distintas iría más allá: se trataría de agujeros negros en diferentes etapas de su vida.

La clave estaría en la velocidad a la que los agujeros absorben la materia que los rodea. Esta velocidad estaría asociada a la cantidad de materia, polvo y gas, alrededor del AGN. A más actividad del agujero más materia a su alrededor y por tanto más luz emitida por esta nube toroidal.

“Esto ofrece apoyo a la idea de que las estructuras toroidales alrededor de los agujeros negros no son siempre iguales,” explicaba Ryan Hickox, uno de los autores del estudio. “Hay una relación entre la estructura y cómo está creciendo.”

La diversidad en los agujeros negros.
El trabajo ofrece, según sus autores, la evidencia más fuerte hasta la fecha de la existencia de diferencias entre las emisiones de luz de los distintos agujeros negros, y de que estas diferencias no pueden ser explicadas si atendemos a la perspectiva desde la que observemos estos discos toroidales que rodean a los AGN.

De lo asumido a las evidencias.
“A lo largo del tiempo hemos hecho asunciones sobre la física de estos objetos” comentaba Tonima Tasnim Ananna, quien encabezó la investigación. “Ahora sabemos que las propiedades de agujeros negros fuertemente escondidos son significativamente diferentes de los AGN no ocultos.”

Este trabajo también puede permitir a los astrónomos estimar cuándo experimentaron los agujeros negros sus principales fases de crecimiento. Así lograrían mejorar su comprensión sobre la evolución, no solo de los agujeros negros en sí mismos sino también del Universo en su conjunto.

Trabajo aún por realizar.
En palabras de Annana, “la firma lumínica de estos objetos ha mistificado a investigadores a lo largo de medio siglo”. Los agujeros negros son objetos rodeados de misterio, y entender su origen está entre las principales preguntas a contestar en el campo de la astrofísica. Los autores confían en que este estudio facilite este trabajo.

Los investigadores también señalan cuáles esperan que sean los siguientes pasos en esta dirección, como el análisis específico a determinadas longitudes de onda. Este permitiría ampliar el estudio a regiones más alejadas de nuestro Universo. También entender qué factores afectan a la velocidad de acreción a la que comienza a absorber materia cada agujero negro.

Solo nuevos estudios podrán contestar estas preguntas y aclarar hasta dónde llega la diversidad de los agujeros negros, unos objetos que siguen estando entre los más intrigantes que pueden encontrarse en el Universo observable.

Imagen | NASA

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