Los agujeros negros supermasivos controlan la energía del Universo

Un estudio revela el poder de un agujero negro supermasivo para despojar a las galaxias masivas de los gases necesarios para formar estrellas nuevas.

Un chorro de partículas expulsadas por un agujero
negro supermasivo (en la galaxia 3C 321) impactando en
una galaxia vecina. Puedes ver una ilustración de
lo anterior aquí.

Los agujeros negros han sido objeto predilecto de escritores de ciencia ficción por su capacidad destructiva y peculiar capacidad para deformar el espacio-tiempo. Ahora, un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Nottingham revela el asombroso poder de un agujero negro supermasivo para despojar a las galaxias masivas de los gases necesarios para formar nuevas estrellas, dejando envejecer a las gigantes rojas agonizantes sin estrellas que las reemplacen.

El estudio, dirigido por Asa Bluck, de la School of Physics and Astronomy del Reino Unido, utilizó imágenes de una profundidad sin precedentes y la resolución del Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Chandra de Rayos X para detectar agujeros negros en galaxias distantes. Los investigadores buscaron las galaxias que emiten altos niveles de radiación y rayos X, una firma clásica de un agujero negro que devora gas y polvo a través de acreción, o atrae gravitacionalmente la materia.

Dado que esta materia se arremolina alrededor del borde de un agujero negro, se calienta y emite energía, como un disco de acreción. El estudio recogió algunos resultados sorprendentes. En un agujero negro supermasivo esta radiación puede alcanzar proporciones enormes, emitiendo radiaciones de rayos X en cantidades mucho mayores de las que son emitidas por la combinación del resto de los objetos en la galaxia, lo que significa que el agujero negro brilla mucho más que el corazón de la propia galaxia. De hecho, la cantidad de energía liberada es suficiente para despojar a la galaxia de gas por lo menos 25 veces.

Los resultados han demostrado también que la gran mayoría de la radiación de rayos X presentes en el Universo se produce en estos discos de acreción que rodean un agujero negro supermasivo, frente a una pequeña proporción del resto de objetos, incluyendo las galaxias y las estrellas de neutrones.

Los discos que rodean los agujeros negros supermasivos producen tanta energía que calientan los gases fríos que se extienden en el centro de galaxias masivas. El disco de acreción brilla en todas las longitudes de onda, desde las ondas de radio a las ondas gamma. Esto acelera los movimientos aleatorios del gas, por lo que aumenta la temperatura y lo empuja lejos del centro galáctico, donde se hace menos denso. El gas ha de ser frío y denso para colapsar bajo la gravedad y formar nuevas estrellas, lo que resulta en material caliente y de baja densidad que debe enfriarse antes de que la gravedad tenga efecto, un proceso que llevaría más tiempo que la edad del Universo en llevarse a cabo en otras condiciones.

"Se piensa que los agujeros negros se forman dentro de sus galaxias anfitrionas y crecen en proporción a ellas, formando un disco de acreción que a la larga destruirá el de acogida. En este sentido, puede describirse como de naturaleza viral", dijo Asa Bluck, "Las galaxias masivas son una minoría en nuestro universo visible -se piensa que aproximadamente una de cada mil galaxias es masiva, pero esa cantidad puede ser mucho menor-. Y por lo menos un tercio de ellas tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Es por eso que es tan interesante que este tipo de agujero negro produzca la mayor parte de la luz de rayos X en el Universo. Son la minoría pero controlan la producción de energía", concluyó.

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