Densos discos de gas molecular impulsan el crecimiento de agujeros negros supermasivos

13 octubre, 2016

Artículo Científico

Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y otros telescopios que usan las ondas de radio para observar el espacio, un equipo de investigadores reveló que unos densos discos de gas molecular de varios cientos de años luz de extensión situados en el centro de sus galaxias suministran gas a los agujeros negros supermasivos que éstas contienen. El hallazgo proporciona importantes datos sobre el crecimiento de los agujeros negros supermasivos.

Aunque muchas galaxias tienen en su centro agujeros negros supermasivos con masas más de un millón de veces superiores a la de nuestro Sol, no se sabe a ciencia cierta cómo llegaron a formarse. Se sabía, sin embargo, que había una correlación entre la velocidad a la que se forman las estrellas en el centro de las galaxias y la cantidad de gas que fluye hacia los agujeros negros supermasivos (tasa de acreción de masa), lo cual llevó a algunos científicos a concluir que los procesos de formación estelar inciden en el crecimiento de los agujeros negros.

El equipo de investigación, encabezado por el estudiante de posgrado y becario del la Sociedad Japonesa para el Fomento de la Ciencia (JSPS, en su sigla en inglés) Takuma Izumi en la Escuela de Posgrado en Ciencia de la Universidad de Tokio, reveló por primera vez –usando datos recabados por ALMA, en Chile, y otros telescopios– que los densos discos de gas molecular de hasta varios años luz de extensión presentes en el centro de las galaxias suministran gas directamente a sus agujeros negros supermasivos.

El equipo también pudo explicar, usando un modelo teórico, que los cambios observados en los niveles de entrada y salida de gas se producen por el aumento de la cantidad de gas que fluye hacia los agujeros negros supermasivos. Ello impulsado por la fuerte turbulencia causada por explosiones de supernovas (una actividad relacionada con los procesos de formación estelar), que se producen cuando muere una estrella alojada al interior de estos densos discos de gas.


Representación artística del gas que fluye hacia el agujero negro supermasivo tras la explosión de una supernova. La fuerte turbulencia provocada por las explosiones de supernovas en un denso disco de gas molecular en el centro de una galaxia interfiere en el movimiento estable del gas. Esto impulsa el flujo del gas hacia el agujero negro supermasivo en el centro. Créditos: Universidad de Tokio | Descargar imagen

“Las zonas centrales de las galaxias lejanas y con varios años luz de extensión son difíciles de observar en detalle por ser muy compactas, y no se han hecho muchos estudios que muestren cómo los agujeros negros crecen. Con este resultado hemos dado un gran paso, puesto que revelamos un aspecto del proceso”, afirma Izumi. “Esperamos ampliar nuestra investigación a otras áreas más alejadas del Universo aprovechando la increíble capacidad de ALMA para entender a cabalidad el crecimiento de los agujeros negros supermasivos a lo largo del tiempo cósmico”.

Información adicional

Los resultados de este estudio se publicaron en el artículo de Izumi et al. titulado “Do Circumnuclear Dense Gas Disks Drive Mass Accretion onto Supermassive Black Holes?” (‘¿Los densos discos de gas circumnucleares impulsan la acreción de masa en los agujeros negros supermasivos?’) en la revista The Astrophysical Journal Letters en agosto de 2016.

Los miembros del equipo de investigación son: Takuma Izumi de la Universidad de Tokio; Nozomu Kawakatu del Instituto Nacional de Tecnología, Kure College; y Kotaro Kohno de la Universidad de Tokio.

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 Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), 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.

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