Identifican actividades similares en agujeros negros supermasivos y estelares

Santa Cruz de Tenerife (España), 26 may (EFE).- Investigadores de los institutos Nazionale di Astrofisica de Italia y de Astrofísica de Canarias han presentado un estudio en el que caracterizan los estados de actividad de agujeros negros supermasivos en núcleos activos de galaxias, y los han comparado con los de agujeros negros estelares.
La investigación la han realizado Juan A. Fernández-Ontiveros, del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), en Roma, y Teo Muñoz-Darias, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), y el estudio ha sido publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
En un comunicado del IAC se señala que entender los ciclos de actividad de los agujeros negros desde una perspectiva global, que incluya tanto a objetos con masas desde una decena de soles hasta aquellos con cientos o miles de millones de masas solares, es un paradigma que se investiga desde hace décadas.
Los primeros residen en sistemas binarios junto a una estrella compañera de la que extrae el gas necesario para sustentar su actividad, mientras que los segundos se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias y se alimentan del gas, el polvo y las estrellas que quedan atrapados en el pozo gravitatorio del núcleo galáctico.
Los agujeros negros de masa estelar evolucionan rápidamente, y su ciclo de actividad suele abarcar unos pocos meses o años, durante los cuales transitan por varios estados o fases.
Estos se caracterizan por cambios en las propiedades del disco de acreción (donde se acumula el gas caliente antes de caer al agujero negro), el viento y los chorros o jets de materia que producen, explica el IAC.
Hay dos estados principales dominados por el disco de acreción en un caso y por el jet en el segundo.
El estado suave (soft) está marcado por la emisión térmica del plasma en el disco, mientras que el jet se observa en el estado duro (hard), cuando el disco se enfría y la emisión en ondas de radio se vuelve muy intensa.
Debido a su mayor tamaño, los agujeros negros supermasivos evolucionan mucho más lentamente que sus homólogos de masa estelar.
Por lo tanto, se indica en el comunicado, demostrar la existencia de estados y tránsitos en cada uno de estos sistemas implicaría un seguimiento durante millones de años, de manera que estos procesos resultan imperceptibles en el transcurso de una vida humana.
Por otra parte, los núcleos de galaxias son regiones densamente pobladas en las que la emisión de las estrellas y la absorción de la luz causada por el hidrógeno y el polvo enmascaran y ocultan la radiación del disco de acreción en torno al agujero negro central.
Para este estudio Fernández Ontiveros y Muñoz Darias han utilizado una muestra de 167 galaxias activas que permite identificar los posibles estados de acreción de forma estadística en la población de agujeros negros supermasivos.
La emisión del disco de acreción no es accesible de manera directa, pero el gas ubicado en la región central de estas galaxias absorbe y reprocesa la radiación en forma de líneas espectrales.
Utilizando las líneas de oxígeno y neón que se observan en el rango del infrarrojo medio es posible sondear la presencia del disco en estos objetos.
El estudio demuestra la presencia de estados de acreción en agujeros negros supermasivos con propiedades muy similares a los que se conocen en agujeros negros de masa estelar, donde los sistemas en el estado suave albergan un disco brillante y aquellos en el estado duro muestran una intensa emisión en radio, mientras que el disco es muy débil, explica Juan A. Fernández-Ontiveros, investigador del INAF formado en el IAC.
"Este trabajo abre una nueva ventana para entender el comportamiento de la materia (gas) cuando cae en agujeros negros de un amplio rango de masas y ayuda a comprender de manera precisa cuáles son los ciclos de actividad de los agujeros negros supermasivos que se sitúan en el centro de cada galaxia", señala Teo Muñoz-Darias.