¿Hay alguna diferencia entre morir de hambre y festejar agujeros negros?

Hace unas décadas, los astrónomos pensaron que habían descubierto cómo funcionan los quásares. Ahora, un nuevo estudio ha arrojado una llave en las obras.

Esta caricatura muestra un agujero negro supermasivo junto con su séquito de disco gaseoso, nubes y chorros. Aunque parece simple, establece un paradigma: que todas las galaxias activas son esencialmente lo mismo. Cualquier diferencia que veamos proviene de ver objetos similares desde diferentes ángulos. Un quásar que parece brillante cuando se ve de frente se vuelve débil cuando se ve a través de su toro de gas polvoriento.
CM Urry y P. Padovani

Durante décadas, los astrónomos han operado bajo una suposición básica: los agujeros negros supermasivos son básicamente lo mismo. Sentados en el centro de las galaxias, estos agujeros negros engullen gas, y ese gas renuncia a parte de su energía como luz antes de caer hacia el olvido.

Cualquier diferencia que los astrónomos vean en las llamadas galaxias activas no radica en los cambios en sus agujeros negros centrales o en sus restos de discos gaseosos, nubes, vientos y chorros, sino en cómo los vemos. Si nuestra línea de visión hacia un quásar brillante pasa a través de una bruma de polvo y gas, parecerá muy diferente (de manera predecible) que si la vemos de frente.

¿Pero hay más en la historia?

Rompiendo la unificación

Muchas observaciones han apoyado este escenario de unificación. Pero estudios recientes han insinuado que podría haber algunas diferencias reales entre varias galaxias activas. Esas pistas se han vuelto mucho más fuertes. Claudio Ricci (Pontificia Universidad Católica de Chile, Centro de Astronomía de la Academia de Ciencias de América del Sur de China y Universidad de Pekín) y sus colegas encuestaron 836 cuásares relativamente cercanos y descubrieron que sus agujeros negros supermasivos no son todos iguales.

Resulta que esos cuásares que devoran un buffet gaseoso lo hacen a la intemperie, sin que nada oculte su acumulación, mientras que grandes cantidades de gas polvoriento ocultan esos cuásares que se reducen a mordisquear bocadillos.

El cambio clave ocurre cuando hay suficiente gas que cae en el agujero negro y la radiación que emite comienza a empujar el gas que está más lejos. (Sí, es extraño, ¡pero los fotones pueden ejercer presión sobre el gas!) Entonces, los autores continúan argumentando, si un cuásar acumula gas a una velocidad lo suficientemente rápida, producirá suficiente radiación para soplar aleje cualquier gas polvoriento que lo oscurezca.

Los resultados se publican en Nature el 28 de septiembre .

La nave espacial Swift ofrece una vista de pájaro

Impresión artística de un cuásar.
NASA / ESA

Los astrónomos han encontrado resultados similares anteriormente, pero esta investigación es particularmente convincente debido a los cuásares en estudio.

Ricci y sus colegas utilizaron el telescopio espacial Swift para seleccionar los quásares por sus rayos X, emitidos en el rango entre 14 y 195 kilovoltios de voltaje (keV). Dicha radiación de alta energía, que proviene de áreas muy cercanas al agujero negro, ignora el material oculto en su camino hacia la Tierra, pasando a través de él de la misma manera que los rayos X de las máquinas médicas pasan a través de su carne y músculo para obtener imágenes de su cuerpo. huesos.

En estudios previos fue difícil demostrar que los agujeros negros débiles y hambrientos tenían mucho gas polvoriento a su alrededor, porque era igual de fácil decir que el material que ocultaba estaba enmascarando el agujero negro, haciéndolo parecer menos luminoso. Pero en este estudio, los rayos X de alta energía nos dan una visión clara de la actividad de los cuásares, por lo que los resultados se mantienen sólidos.

Entonces, ¿qué significa esto para la evolución del cuásar? Los autores presentaron un escenario simple de cómo podrían crecer los cuásares: primero, una fusión u otro evento envía gas que fluye al centro de una galaxia. Allí alimenta el agujero negro y lo oscurece. Pero a medida que el agujero negro come cada vez más, su radiación expulsa el gas restante. Por un tiempo, existe como un quásar brillante, su gas brillando. Pero a medida que la comida se agota, el agujero negro vuelve a desaparecer.

Pero esperemos y veamos que puede haber más en la historia.