Aumenta misterio de coronas alrededor de agujeros negros supermasivos

17 diciembre, 2018

Artículo Científico

Un equipo de investigadores del instituto japonés RIKEN usó observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para medir la intensidad de campos magnéticos cerca de dos agujeros negros supermasivos en el centro de un importante grupo de galaxias activas. Para su sorpresa, estos campos magnéticos no parecen ser lo suficientemente fuertes como para alimentar las nubes de plasma supercaliente conocidas como coronasobservadas alrededor de los agujeros negros que se encuentran en el centro de estas galaxias.

Es sabido desde hace tiempo que los agujeros negros supermasivos que habitan en el centro de las galaxias –y que a veces son más brillantes que ellas– tienen coronas de plasma supercaliente a su alrededor, al igual que nuestro Sol.  En el caso de los agujeros negros, estas coronas pueden alcanzar temperaturas extremas, de hasta 1.000 millpones de grados Celsius. Y se había dado por sentado que, al igual que en el sol, las coronas eran calentadas por la energía emanada de los campos magnéticos. Sin embargo, como nunca se habían medido estos campos magnéticos, no se conocía el mecanismo en detalle.

En un artículo publicado en 2014, el grupo de investigación postuló que los electrones que rodean los agujeros negros emiten un tipo de luz especial conocido como radiación de sincrotrón, puesto que coexisten con las fuerzas magnéticas de las coronas. En concreto, esta radiación se encontraría en la banda de radio, es decir, se trataría de luz con una longitud de onda muy larga y una frecuencia baja. Por eso, el equipo decidió medir los campos electromagnéticos.

Para ello, analizaron los datos de dos núcleos galácticos activos “cercanos” (en términos astronómicos): IC 4329A, que se encuentra a unos 200 millones de años luz de distancia, y NGC 985, que está a unos 580 millones de años luz. El equipo empezó usando observaciones de ALMA, en Chile, y comparándolas con datos de otros dos radiotelescopios: el VLA, ubicado en Estados Unidos, y el ATCA, en Australia, que miden bandas levemente diferentes. El resultado fue un exceso de emisiones de radiación de sincrotrón, además de las emisiones generadas por los chorros emanados de los agujeros negros.

A partir de estas observaciones, los investigadores dedujeron que la corona tenía cerca de 40 radios de Schwartzchild (el radio de un agujero negro, del que ni siquiera la luz logra escapar) y una fuerza de aproximadamente 10 gauss, un poco más intenso que el campo magnético de la superficie de la Tierra, pero levemente inferior al de un imán de refrigerador.

“La sorpresa –según Yoshiyuki Inoue, autor principal del artículo– es que, aunque hemos confirmado la emisión de radiación de sincrotrón en las coronas de ambos objetos, resulta que el campo magnético que medimos es mucho más débil de lo que se necesitaría para provocar el intenso calentamiento de las coronas alrededor de estos agujeros negros”. Inoue agrega, además, que se observó el mismo fenómeno en ambas galaxias, con lo cual sería un fenómeno extrapolable.

Según el investigador, el equipo pretende buscar señales de intensos rayos gamma que podrían acompañar las emisiones de radio con el fin de entender mejor qué sucede cerca de los agujeros negros supermasivos.

Información adicional

Esta investigación está aceptada para publicación bajo el título «Detection of Coronal Magnetic Activity in Nearby Active Supermassive Black Holes» [Detección de Actividad Magnética en la Corona cercana a un Agujero Negro Supermasivo Activo] de Y. Inoue et al. en el The Astrophysical Journal.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia de Taiwán (NSC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Imagen

Interpretación artística de la corona alrededor de un agujero negro: Artist’s rendering of the corona around a black hole. Crédito: RIKEN, todos los derechos reservados.

Interpretación artística de la corona alrededor de un agujero negro: Artist’s rendering of the corona around a black hole. Crédito: RIKEN, todos los derechos reservados.