Agujero negro arroja luz sobre una galaxia

 Los ecos de luz de un destello de alta energía de un agujero negro se observan por primera vez en detalle.

Un eco de luz que tiene lugar cuando el gas interestelar se calienta por la radiación y reacciona emitiendo luz. Un equipo internacional liderado por Stefanie Komossa del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania, ha observado el eco de luz de una enorme llamarada de rayos-X, la cual caso con certeza se produjo cuando una única estrella fue destrozada por un agujero negro supermasivo. Por primera vez, el eco de luz de un evento tan raro y dramático pudo ser observado en gran detalle. El eco de luz no sólo reveló el proceso de destrucción estelar, sino también proporciona un nuevo y potente método para cartografiar el núcleo galáctico (Astrophysical Journal Letters, Mayo 2008).

Visión artística que muestra el eco de luz de un destello de alta ener´gía procedente de un agujero negro.

Cuando una estrella es destruida por un agujero negro en el núcleo de una galaxia, sus escombros son inevitablemente atraídos y absorbidos por el agujero negro. Este súbito incremento en el índice de acreción provoca un abrupto estallido de luz ultravioleta y rayos-X porque el gas de la estrella destruida se calienta mucho. Cuando la radiación de la alta energía viaja a través el núcleo de la galaxia ilumina la materia a su alrededor y por tanto hace posible estudiar regiones de la galaxia que de otra forma serían inobservables.

“Estudiar el núcleo de una galaxia normal es como mirar el horizonte de Nueva York por la noche durante un fallo de energía: No puedes aprender mucho sobre los edificios, caminos y parques”, dice Stefanie Komossa. “La situación cambia, por ejemplo, durante un espectáculo de fuegos artificiales. Es exactamente lo mismo que cuando un súbito estallido de radiación de alta energía ilumina una galaxia”. No obstante los astrónomos tenían que apresurarse a mirar a través del telescopio en el momento adecuado, porque los estallidos de rayos-X no duran mucho.

A partir de a fuerza, el grado de ionización y las velocidades deducidas de las líneas de emisión de variación rápida, los físicos pueden decir en qué parte de la galaxia se emiten. Las líneas de emisión representan las “huellas dactilares” de los átomos en los gases calientes caldeados por la llamarada. La galaxia con el nombre de catálogo SDSSJ0952+2143 que se detectó en diciembre de 2007 por Komossa y su equipo en el archivo del Estudio Digital del Cielo Sloan captó su atención debido a sus líneas de hierro superfuertes: las más fuertes (relativas a la emisión de oxígeno) que se observaron jamás en una galaxia. En ellas los autores vieron una prueba de un toro molecular el cual desempeña una parte importante en lo que se conoce como modelos unificados de galaxias activas.

El modelo unificado postula que todas las galaxias activas están hechas de componentes idénticos y que las diferencias apreciadas se deben a las distintas direcciones desde las que vemos las galaxias. Un elemento importante de este modelo es el toro molecular, el cual rodea al agujero negro y su disco de acreción y los cubre cuando se ven desde ciertas direcciones. También la anchura de las líneas espectrales las cuales midieron los científicos están influidas por la dirección de visión y eso significa un toro molecular.

De confirmarse las expectativas de Komossa y sus colegas, esta será la primera vez que los científicos hayan visto una señal variable en el tiempo tan potente procedente de un toro molecular. Del eco de luz, el todo puede cartografiarse e inferirse su geometría, algo que no había sido posible hasta ahora.

En la misma línea está la detección de la emisión variable en el infrarrojo: Puede interpretarse como el “último grito de ayuda” del toro polvoriento calentado antes de que el polvo se destruya por el destello.

Además de las notablemente fuertes líneas de hierro, los científicos notaron una forma muy peculiar en la forma de las líneas de emisión del hidrógeno las cuales nunca se habían visto antes. Estas líneas apuntan a actividades del disco de materia alrededor del agujero negro, el cual consta principalmente de hidrógeno. “Probablemente estamos viendo los escombros de la estrella destruida la cual está siendo acretada por el agujero negro “, explica Hongyan Zhou del MPE, coautor del artículo de investigación.

El eco de luz recientemente descubierto aún continúa y está siendo rastreado con potentes telescopios. El propio estallido se ha apagado. Las primeras observaciones con el satélite de rayos-X Chandra muestra luz de rayos-X medible pero muy tenue procedente de los núcleos galácticos.

“El mapeo de la reverberación de los ecos de luz abre nuevas posibilidades para el estudio de las galaxias “, concluye Komossa. El equipo ahora quiere usar este método para explorar las condiciones físicas del material circumnuclear en las galaxias activas y no activas.

Artículo original en Arxiv.

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Autor: H. Steinle
Fecha Original: 17 de abril de 2008
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Fuente: Ciencia Kanija