Nubes de gas, y no agujeros negros gemelos, caracterizan los AGN

Recreación de AGN
PETER Z. HARRINGTON
Actualizado 14/06/2018 18:23:10 CET

   MADRID, 14 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de la UC Santa Cruz creen que nubes de polvo, en vez de agujeros negros gemelos, pueden explicar las características que se encuentran en los núcleos galácticos activos (AGN).

   Muchas galaxias grandes tienen un AGN, una pequeña región central brillante impulsada por la materia en espiral hacia un agujero negro supermasivo. Cuando estos agujeros negros tragan materia enérgicamente, están rodeados por un gas caliente que se mueve rápidamente conocido como la 'región de línea ancha' (así llamada porque las líneas espectrales de esta región se ensanchan con el rápido movimiento del gas).

   La emisión de este gas es una de las mejores fuentes de información sobre la masa del agujero negro central y cómo está creciendo. La naturaleza de este gas es, sin embargo, poco conocida; en particular, hay menos emisiones de las esperadas del gas que se mueve a ciertas velocidades. La descomposición de los modelos simples ha llevado a algunos astrofísicos a pensar que muchos AGN podrían tener no uno sino dos agujeros negros en ellos.

   El nuevo análisis está dirigido por Martin Gaskell, un investigador asociado en Astronomía y Astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz. En lugar de invocar dos agujeros negros, explica gran parte de la aparente complejidad y variabilidad de las emisiones de la región de línea ancha como resultado de pequeñas nubes de polvo que pueden oscurecer parcialmente las regiones más internas de AGN. El trabajo se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

   Gaskell comenta: "Hemos demostrado que muchas de las misteriosas propiedades de los núcleos galácticos activos pueden explicarse por estas pequeñas nubes polvorientas que provocan cambios en lo que vemos".

   El coautor Peter Harrington, un estudiante graduado de UCSC que comenzó a trabajar en el proyecto como estudiante universitario, explicó que el gas en espiral hacia el agujero negro central de una galaxia forma un "disco de acreción" plano y el gas sobrecalentado en el disco de acreción emite intensa radiación térmica . Parte de esa luz es "reprocesada" (absorbida y re-emitida) por hidrógeno y otros gases que se arremolinaban sobre el disco de acreción en la región de línea ancha. Más allá de esto, hay una región de polvo.

   "Una vez que el polvo cruza cierto umbral, se somete a la fuerte radiación del disco de acreción", dijo Harrington. Los autores creen que esta radiación es tan intensa que expulsa el polvo del disco, lo que genera una cascada de nubes de polvo que comienza en el borde exterior de la región de línea ancha.

   El efecto de las nubes de polvo en la luz emitida es hacer que la luz que viene detrás de ellas se vea más tenue y roja, del mismo modo que la atmósfera terrestre hace que el sol se vea más tenue y más rojo al atardecer. Gaskell y Harrington desarrollaron un código de computadora para modelar los efectos de estas nubes de polvo en observaciones de la región de línea ancha.

   Los dos científicos también muestran que al incluir nubes de polvo en su modelo, pueden replicar muchas características de emisión de la región de línea ancha que han desconcertado a los astrofísicos. En lugar de que el gas tenga una distribución cambiante y asimétrica que es difícil de explicar, el gas simplemente está en un disco uniforme, simétrico y turbulento alrededor del agujero negro. Las aparentes asimetrías y cambios se deben a nubes de polvo que pasan frente a la región de línea ancha y hacen que las regiones detrás de ellas se vean más tenues y rojas.

   "Creemos que es una explicación mucho más natural de las asimetrías y los cambios que otras teorías más exóticas, como los agujeros negros binarios, que se han invocado para explicarlas", dijo Gaskell. "Nuestra explicación nos permite mantener la simplicidad del modelo de AGN estándar de la materia en espiral en un solo agujero negro".