Esta concepción artística muestra una galaxia con un agujero negro supermasivo en su núcleo. El agujero negro está disparando chorros de ondas de radio.Crédito: NASA / JPL-Caltech."Mucho de lo que ocurre en una galaxia entera depende de lo que está pasando en la región minúscula central, donde el agujero negro se encuentra", dijo el astrofísico teórico David Garofalo, del Laboratorio de Propulsión Jet (JPL) en Pasadena, California. Garofalo es el autor principal de un nuevo artículo que apareció en línea el 27 de mayo en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. Otros autores son Daniel A. Evans, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, Mass., y Rita M. Sambruna, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland.
Los agujeros negros son distorsiones inmensas del espacio y el tiempo debidas a la intensa fuerza gravitatoria, haciendo que ni la luz pueda escapar. Los astrónomos saben desde hace más de una década que todas las galaxias, incluyendo nuestra propia Vía Láctea, están ancladas por enormes agujeros negros supermasivos, con masas que son miles de millones de veces la del sol. Un agujero negro está rodeado y alimentado por discos de gas y polvo, llamados discos de acreción. Poderosos chorros de flujo salen desde abajo y por encima de los discos, como láseres, y feroces vientos golpean desde los propios discos.
Los agujeros negros pueden girar, ya sea en la misma dirección que los discos, llamados agujeros negros progrados, o en contra de la corriente, los agujeros negros retrógrados. Durante décadas, los astrónomos pensaron que cuanto más rápido era el giro del agujero negro, más poderoso era sería jet. Pero hubo problemas con este modelo de "paradigma de giro". Por ejemplo, algunos agujeros negros progrados habían sido encontrado sin jets.
Garofalo y sus colegas han estado muy ocupados analizando el modelo en sus cabezas. En trabajos anteriores, ellos propusieron que los agujeros negros al revés, o retrógrados, arrojan los jets más poderosos, mientras que los agujeros negros progrados tienen jets más débiles o directamente no los tienen.
El nuevo estudio vincula la teoría de los investigadores con las observaciones de las galaxias a través del tiempo, o a diferentes distancias de la Tierra. Ellos miraron tanto a galaxias "radio intensas" con jets, como a otras "radio tranquilas" con jets débiles o sin ellos. El término "radio" viene del hecho de que estos jets particulares disparan haces de luz sobre todo en forma de ondas de radio.
Los resultados mostraron que las galaxias radio intensas más distantes son alimentadas por agujeros negros retrógrados, mientras que los objetos radio tranquilos más relativamente cercanos poseen agujeros negros progrados. Según el equipo, el agujero negro supermasivo evolucionan con el tiempo de un estado retrógrado a un estado progrado.
"Este nuevo modelo también resuelve una paradoja del viejo paradigma de giro," dijo David Meier, un astrofísico teórico en el JPL que no participó en el estudio. "Ahora todo encaja perfectamente en su lugar."
Los científicos afirman que los agujeros negros hacia atrás disparan chorros más potentes porque hay más espacio entre el agujero negro y el borde interior del disco orbital. Esta diferencia proporciona más espacio para la acumulación de los campos magnéticos, alimentando a los jets, una idea conocida como la conjetura de Reynold, después de ser propuesta por el astrofísico teórico Chris Reynolds de la Universidad de Maryland, College Park.
"Si te imaginas a ti mismo tratando de acercarte a un ventilador, te puedes imaginar que moviéndote en la misma dirección de rotación que el ventilador harías las cosas más fáciles", dijo Garofalo. "El mismo principio se aplica a estos agujeros negros. El material orbitando a su alrededor en un disco se acercará más a los que están girando en la misma dirección, a diferencia de los que giran en sentido contrario".
Los jets y los vientos juegan un papel clave en la configuración del destino de las galaxias. Algunas investigaciones muestran que los jets pueden retrasar e incluso prevenir la formación de estrellas no sólo en una galaxia en sí, sino también en otras galaxias cercanas.
"Los jets transportan enormes cantidades de energía a las afueras de las galaxias, desplazan grandes volúmenes de gas intergaláctico, y actúan como agentes de retroalimentación entre el centro de la galaxia y el medio ambiente a gran escala", dijo Sambruna. "Comprender su origen es de primordial interés en la astrofísica moderna."
El Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, dirige el JPL para la NASA.
Fuente:
Backwards Black Holes Might Make Bigger Jets (JPL, NASA)
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