ATOPAN UN MOSTRUOSO BURACO NEGRO SUPERMASIVO AGACHADO

Á esquerda, unha vista da galaxia Messier 77 captada co instrumento FORS2, instalado no Very Large Telescope de ESO. Á dereita, unha vista da rexión máis interna desta galaxia, o seu núcleo galáctico activo, tal e como se ve co instrumento MATISSE, instalado no Interferómetro do Very Large Telescope de ESO / ESO/Jaffe, Gámez-Rosas et al

A Vía Láctea é un lugar relativamente tranquilo onde vivir. Con todo, existen outras galaxias cuxos centros emiten enerxía en cantidades enormes, de forma moi violenta. Son coñecidos como núcleos activos de galaxias (AGN), e foron descubertos nos anos 50. A teoría máis aceptada é que a maioría (senón todas) as galaxias deste tipo teñen un buraco negro supermasivo no centro que ’traga’ material espacial a un ritmo vertixinoso, provocando mesmo chorros de partículas que salguen disparados. Pero outras que encaixan con esta descrición son moito máis tenues. Agora, grazas a un buraco negro supermasivo ’escondido’ por un groso anel de po cósmico e gases na ’próxima’ galaxia Messier 77, os científicos poden estar máis preto de atopar a solución ao misterio.

Os achados acaban de publicarse na revista Nature.

A principios dos 90, investigadores presentaron unha teoría, bautizada como ’Modelo Unificado’, que explicaría por que estes cúmulos menos brillantes obsérvanse cunha franxa máis ancha e os que son máis tenues presentan mostran liñas moito máis finas. A hipótese sinala que, en realidade, observamos os mesmos obxectos -é dicir, buracos negros supermasivos-, pero desde diferentes ángulos de vista. En concreto, se o disco de acreción (o material que vira ao bordo do buraco negro e que acaba precipitándose no seu interior, neste caso a altísimas temperaturas e que emite enormes cantidades de enerxía principalmente de raios X e raios gamma) obsérvase de lado, a luz queda bloqueada pola presenza dunha especie de ’rosquilla’ de material cósmico, chamada ’Torus’. En cambio, si obsérvase de fronte ou de forma perpendicular,estes núcleos veranse moito máis brillantes.

Esquema dos AGN (desde a perspectiva da fotografía observaríase un tipo II, xa que a nube de gas escurecería e ’taparía’ ao buraco negro do seu interior / Bill Saxton/NRAO/AUI/NSF

As teorías reinantes sinalan que, cando o buraco negro consumiu todo o gas e po do seu ao redor, a galaxia activa deixa de emitir grandes cantidades de enerxía e transfórmase nunha galaxia ’tranquila’. Iso explicaría, por exemplo, por que Saxitario A*, o buraco negro supermasivo do centro da Vía Láctea, parece ter moita menos actividade. Tamén sería a razón de que os cuásares (galaxias recentemente nadas caracterizada por ser fontes astronómicas de enerxía electromagnética, incluíndo radiofrecuencias e luz visible) son moito máis frecuentes no universo temperán.

Messier 77 (tamén coñecida como NGC 1068), da que agora se acaba de constatar que ten no centro un buraco negro supermasivo, sería deste segundo tipo. Grazas ao Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do European Southern Observatory (ESO), un equipo de investigadores liderado pola investigadora Violeta Gámez Rosas, da Universidade de Leiden (Países Baixos), puidéronse realizar observacións moi detalladas deste centro galáctico.

Xa se sospeitaba de que, en efecto, Messier 77 podía ter un buraco negro supermasivo no seu centro: detectouse po extremadamente quente no seu núcleo, quizá sinalando que este xigante estaba ’a devorar’ rapidamente todo o material próximo. Pero non había constancia de que, efectivamente, aí había oculto un buraco negro supermasivo.

"A verdadeira natureza das nubes de po e o seu papel tanto na alimentación do buraco negro como na determinación de cal é o seu aspecto cando se ve desde a Terra foron preguntas centrais nos estudos de AGN do últimas tres décadas", afirma Gámez Rosas. "Aínda que un único resultado non resolverá todas as preguntas que temos, demos un paso importante na comprensión de como funcionan estes núcleos activos de galaxias".

As observacións foron posibles grazas ao instrumento MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment, experimento espectroscópico multiapertura no infravermello medio), instalado no VLTI de ESO, situado no deserto de Atacama (Chile). MATISSE combinou a luz infravermella recibida polo catro telescopios de 8,2 metros do VLT de ESO utilizando unha técnica chamada interferometría. O equipo utilizou MATISSE para escanear o centro de Messier 77, situado a 47 millóns de anos luz de distancia na constelación de Cetus.

"MATISSE pode ver unha ampla gama de lonxitudes de onda infravermellas, o que nos permite ver a través do po e medir con precisión as temperaturas. Debido a que o VLTI é, de feito, un interferómetro moi grande, temos a resolución para ver o que está a suceder mesmo en galaxias tan afastadas como Messier 77. As imaxes que obtivemos detallan os cambios na temperatura e a absorción das nubes de po ao redor do buraco negro", afirma o coautor Walter Jaffe, profesor da Universidade de Leiden.

Combinando os cambios na temperatura do po (de ao redor da temperatura ambiente a aproximadamente 1.200 °C) causados pola intensa radiación do buraco negro cos mapas de absorción, o equipo construíu unha imaxe detallada do po e identificou onde debe estar o buraco negro. O po (nun anel interior groso e un disco máis estendido, como unha especie de rosquilla vista de lado), co buraco negro colocado no centro, apoia o Modelo Unificado. Para construír a imaxe, o equipo tamén utilizou datos de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), copropiedad de ESO, e do VLBA (Very Long Baseline Array), do Observatorio Nacional de Radioastronomía (EE.UU.).

"Os nosos resultados deberían levarnos a unha mellor comprensión do funcionamento interno dos AGN", conclúe Gámez Rosas. "Tamén poderían axudarnos a comprender mellor a historia da Vía Láctea, que alberga un buraco negro supermasivo no seu centro que pode estar activo no pasado".

FONTE: Patricia Biosca/abc.es/ciencia