Radioseñales descubren los secretos ocultos de los agujeros negros supermasivos

Madrid

Un grupo de astrónomos han encontrado un vínculo entre la cantidad de polvo que rodea un agujero negro supermasivo y la intensidad de la emisión de radio producida en galaxias extremadamente brillantes.

El equipo dirigido por la Universidad de Newcastle y la Universidad de Durham ha utilizado nuevos datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), que está realizando un estudio de cinco años de la estructura a gran escala del universo que incluirá espectros ópticos para unos 3 millones de cuásares; galaxias extremadamente brillantes impulsadas por agujeros negros supermasivos.

Los científicos han descubierto que los cuásares que contienen más polvo y parecen más rojos, tienen más probabilidades de tener una emisión de radio más fuerte en comparación con los cuásares que tenían muy poco o ningún polvo y parecían muy azules. Los hallazgos se publican en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Casi todas las galaxias conocidas contienen un agujero negro supermasivo, que son agujeros negros con una masa de millones a miles de millones de la de nuestro sol, en su centro, incluida nuestra propia Vía Láctea. En algunas galaxias hay gran cantidad de material en el centro, que alimenta y hace crecer este agujero negro supermasivo, haciéndolo muy energético y "activo".

Los "cuásares", la brillante luz roja que esconde un agujero negro

El tipo más poderoso de estas galaxias activas se llama "cuásares", que son algunos de los objetos más brillantes del universo. La mayoría de los cuásares parecen muy azules, debido al brillante disco de materia que orbita y alimenta el agujero negro supermasivo central, que es muy brillante en longitudes de onda ópticas y ultravioleta.

Sin embargo, los astrónomos han descubierto que una fracción significativa de estos quásares aparecen muy rojos, aunque la naturaleza de estos objetos aún no se comprende bien.

Para comprender la física de estos cuásares rojos se necesitan mediciones "espectroscópicas", que pueden utilizarse para analizar la luz del quásar en diferentes longitudes de onda. La forma del espectro del cuásar puede indicar la cantidad de polvo presente que rodea la región central. La observación de la emisión de radio de los quásares también puede informarle sobre la energía del agujero negro supermasivo central; ya sea lanzando poderosos "vientos" o "chorros" que podrían dar forma a la galaxia circundante.

Este nuevo estudio, dirigido por la Dra. Victoria Fawcett de la Universidad de Newcastle, y anteriormente de la Universidad de Durham, ha utilizado observaciones espectroscópicas de DESI para medir la cantidad de polvo (enrojecimiento) en una muestra de unos 35.000 cuásares y vincular esto con la emisión de radio observada. Los investigadores han encontrado que DESI es capaz de observar cuásares rojos (polvorientos) mucho más extremos en comparación con estudios espectroscópicos similares o anteriores, como el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). También han contemplado que los cuásares más rojos tienen muchas más probabilidades de tener fuertes emisiones de radio en comparación con los típicos cuásares azules.

Fawcett ha comunicado que "fue realmente emocionante ver la asombrosa calidad de los datos DESI y descubrir miles de estos cuásares rojos, antes raros. La investigadora siente que "este estudio reúne muchas piezas del rompecabezas en nuestra comprensión de los cuásares rojos. Y vincula definitivamente el polvo de un quásar con su emisión de radio". Para ella, "es la evidencia más sólida hasta el momento de que los quásares rojos son un elemento clave en cómo evolucionan las galaxias".

Esta conexión de radio enrojecida probablemente se deba a poderosas salidas de gas expulsadas del agujero negro supermasivo, que chocan contra el polvo circundante, provocando choques y emisiones de radio. Estos flujos eventualmente eliminarán todo el polvo y el gas en la región central de la galaxia, revelando un cuásar azul y resultando en una emisión de radio más débil.

Esto es consistente con la imagen emergente de que los cuásares rojos son una fase más joven y de "explosión" en la evolución de las galaxias. Por tanto, los cuásares rojos pueden ser extremadamente importantes para comprender cómo evolucionan las galaxias con el tiempo.

Fawcett ha añadido que todavía "hay muchas preguntas sin respuesta en torno a los cuásares rojos, como por ejemplo si los vientos de los agujeros negros o los chorros de radio son en última instancia responsables de esta emisión de radio mejorada. Sin embargo, con la muestra de cuásares rojos DESI que seguirá creciendo en los próximos Después de varios años de estudio, estoy seguro de que estamos a punto de comprender plenamente la naturaleza de estos cuásares rojos".