por Jessica Thorne y Sabine Bellstedt

Cuando mueren las estrellas más masivas, colapsan para formar algunos de los objetos más densos conocidos en el universo: los agujeros negros. Son los objetos “más oscuros” del cosmos, ya que ni siquiera la luz puede escapar de su increíblemente fuerte gravedad.

Debido a esto, es imposible obtener imágenes directamente de los agujeros negros, lo que los vuelve misteriosos y bastante desconcertantes. Pero nuestra nueva investigación ha probado una forma de detectar algunos de los agujeros negros más voraces de todos, lo que facilita encontrarlos enterrados en lo profundo de los corazones de galaxias distantes.

A pesar del nombre, no todos los agujeros negros son negros. Si bien los agujeros negros tienen muchos tamaños diferentes, los más grandes se encuentran en el centro de las galaxias y aún están aumentando de tamaño.

Estos agujeros negros “supermasivos” pueden tener una masa de hasta mil millones de soles. El agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, llamado Sagitario A *, cuyo descubrimiento recibió el Premio Nobel de Física 2020, está bastante tranquilo. Pero ese no es el caso de todos los agujeros negros supermasivos.

Si material como gas, polvo o estrellas se acerca demasiado a un agujero negro, es absorbido por la enorme fuerza gravitacional. A medida que cae hacia el agujero negro, se calienta y se vuelve increíblemente brillante.

La luz producida por estos “agujeros negros brillantes” puede abarcar todo el espectro electromagnético, desde los rayos X hasta las ondas de radio. Otro nombre para los agujeros negros brillantes en el centro de las galaxias es “núcleos galácticos activos” o AGN. Pueden brillar billones de veces más que el sol y, a veces, incluso pueden eclipsar a todas las estrellas de su galaxia.

Los agujeros negros más brillantes

Algunos AGN arrojan materia violentamente a través de un chorro , que viaja millones de kilómetros a través del espacio y puede ser visto por radiotelescopios. Otros producen “vientos” en el centro de la galaxia, capaces de empujar cualquier gas (el combustible necesario para que se formen las estrellas) fuera de la galaxia.

Con fuerzas tan destructivas en medio de una galaxia, los astrónomos están seguros de que esto debe tener un gran impacto en la propia galaxia. Sabemos que la mayoría de las galaxias están apagando lentamente sus procesos de formación de estrellas , y AGN podría ser uno de los culpables.

Por lo tanto, AGN no solo puede ayudarnos a comprender mejor los agujeros negros esquivos, sino que estudiarlos también nos enseña sobre las galaxias mismas.

Encontrar agujeros negros brillantes

Dependiendo de cuánto esté “comiendo” un agujero negro, en qué galaxia se encuentre y el ángulo desde el que podamos verlo, los AGN pueden verse muy diferentes entre sí. Incluso cuando mira la misma galaxia, un astrónomo con un telescopio de rayos X puede verla brillar y descubrir un AGN, mientras que otro astrónomo que usa un radiotelescopio podría no ver nada si el AGN no produce chorros que son visibles en el espectro de radio.

Debido a esto, se pensó que todos eran objetos diferentes, pero al observar los mismos objetos con diferentes telescopios, los astrónomos descubrieron que tenían muchas similitudes y se dieron cuenta de los beneficios de usar más espectro electromagnético para encontrarlos.

El brillo relativo de una galaxia en diferentes partes del espectro electromagnético se denomina “distribución de energía espectral”. Esto se puede usar para medir cuántas estrellas hay en una galaxia, qué edad tienen, de qué están hechas y cuánto polvo bloquea la luz.

En nuestra investigación, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , mostramos que esta técnica también se puede utilizar para detectar AGN. Esto significa que ahora podemos medir no solo las propiedades e historias de las estrellas en la galaxia, sino también el brillo de su agujero negro central.

No es algo sencillo de hacer. La diferencia entre la luz de las estrellas y la luz de un AGN es increíblemente sutil, por lo que es posible confundir las estrellas jóvenes con un agujero negro brillante y viceversa.

En Australia, los astrónomos han estado usando telescopios australianos para hacer mapas en 3D de galaxias en áreas específicas del cielo. Estos mapas nos permiten rastrear cientos de miles de galaxias, que abarcan 11 mil millones de años de historia, en busca de posibles AGN.

Al aplicar nuestro nuevo método a 700.000 galaxias, identificamos y cuantificamos más de 75.000 AGN para comenzar a comprender cómo ha evolucionado su número con el tiempo y cómo han impactado a las galaxias anfitrionas. Los astrónomos creen que la cantidad de AGN en el universo está relacionada con la cantidad de formación de estrellas, que sabemos que fue casi diez veces mayor hace aproximadamente 10 mil millones de años. Pero hasta que podamos estar seguros de haber identificado todos los AGN a lo largo del tiempo cósmico en nuestras muestras de galaxias, no lo sabremos con certeza.

En este momento, la comunidad astronómica todavía está debatiendo apasionadamente la naturaleza de los agujeros negros activos. Si bien aún no hemos respondido las preguntas necesarias para calmar el debate, estamos un paso más cerca de poder detectar de manera confiable estos fascinantes objetos dentro de las galaxias. Y ese es un paso importante para arrojar más luz sobre el misterio de los agujeros negros.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original .

Créditos de imagen: NASA / CXC / CfA / R.Kraft et al. CC BY-SA

Fuente: https://singularityhub.com/2021/12/31/some-black-holes-are-anything-but-black-and-scientists-found-75000-of-the-brightest-ones/

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