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| Concepción artística que muestra una galaxia con un agujero negro supermasivo en su núcleo. El agujero negro está disparando chorros de ondas de radio. |
"Mucho de lo que ocurre en una galaxia completa depende de lo que está pasando en la minúscula región central donde se encuentra el agujero negro", dijo el astrofísico teórico David Garofalo, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory, JPL) de la NASA en Pasadena, California. Garofalo es el autor principal de un nuevo artículo que apareció en línea el 27 de mayo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Otros autores son Daniel A. Evans, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, Mass., y Rita M. Sambruna del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Los agujeros negros son inmensas distorsiones del espacio y el tiempo con una gravedad que es tan grande, que ni la luz puede escapar. Los astrónomos saben desde hace más de una década que todas las galaxias, incluyendo nuestra propia Vía Láctea, están ancladas por agujeros negros enormes llamados agujeros negros supermasivos, que contienen miles de millones de veces la masa solar. El agujero negro está rodeado y alimentado por discos de gas y polvo, llamados discos de acreción. Potentes flujos de chorro desde abajo y por encima de los discos como lásers, y feroces vientos que salen desde los propios discos.
Los agujeros negros pueden girar en la misma dirección que los discos, llamados agujeros negros prógrados, o en la dirección contraria, los llamados agujeros negros retrógrados. Durante décadas, los astrónomos pensaron que mientras más rápido era el giro del agujero negro, más poderoso era el chorro. Pero hubo problemas con este "paradigma del modelo de giro". Por ejemplo, algunos agujeros negros prógrados carecían de chorros.
Garofalo y sus colegas han estado muy ocupados plegando el modelo en su cabeza. En trabajos anteriores, propusieron que los agujeros negros retrógrados arrojan los chorros más poderosos, mientras que los chorros de los agujeros negros prógrados son más débiles o no existen.
El nuevo estudio vincula su teoría con las observaciones de las galaxias a lo largo del tiempo, o a diferentes distancias de la Tierra. Se observaron tanto galaxias "radio-intensas" con chorros, y "radio-tranquilas" con chorros débiles o sin chorros. El término "radio" viene del hecho de que estos chorros particulares disparan haces de luz sobre todo en forma de ondas de radio.
Los resultados mostraron que las galaxias radio-intensas más distantes son alimentadas por agujeros negros retrógrados, mientras que los objetos más cercanos relativamente tranquilos en radio tienen agujeros negros progrados. Según el equipo, los agujeros negros supermasivos evolucionan con el tiempo desde un estado retrógrado a uno progrado.
"Este nuevo modelo también resuelve una paradoja en el paradigma de los discos antiguos", dijo David Meier, un astrofísico teórico del JPL que no participó en el estudio. "Ahora todo encaja perfectamente en su lugar".
Los científicos dicen que los agujeros negros retrógrados disparan chorros más potentes porque hay más espacio entre el agujero negro y el borde interior del disco orbital. Esta diferencia proporciona más espacio para la acumulación de campos magnéticos, que alimenta los chorros, una idea conocida como la conjetura de Reynolds en honor del astrofísico teórico Chris Reynolds de la Universidad de Maryland, College Park.
"Si te imaginas a ti mismo tratando de acercarte a un ventilador, puedes imaginar que te mueves en la dirección de rotación igual que las aspas del ventilador, esto haría todo más fácil", explicó Garofalo. "El mismo principio se aplica a estos agujeros negros. El material que orbita a su alrededor en un disco se acercará más a los que estén girando en la misma dirección, frente a los que giran en sentido contrario".
Los chorros y los vientos juegan un papel clave en la configuración del destino de las galaxias. Algunas investigaciones muestran que los chorros pueden retrasar e incluso evitar la formación de estrellas no sólo en la propia galaxia anfitriona, sino también en otras galaxias cercanas.
"Los chorros transportan enormes cantidades de energía a las afueras de las galaxias, desplazando grandes volúmenes de gas intergaláctico, y actuando como agentes de retroalimentación entre el centro de la galaxia y el medio ambiente a gran escala" , dijo Sambruna. "Comprender su origen es de interés primordial en la astrofísica moderna."
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