Esta ilustración muestra un cuásar rodeado de una forma de rosquilla
polvorienta (toro) y grupos llamados "nubes". Estas nubes comienzan
siendo pequeñas pero se pueden expandir hasta llegar a tener más de 3
años luz de anchura. Credits: Ilustración de Nima Abkena
Una
vez que abandonas los majestuosos cielos de la Tierra, la palabra
"nube" ya no significa una estructura blanca de aspecto esponjoso que
produce lluvia. En cambio, las nubes en el universo mayor son áreas
grumosas de mayor densidad que sus alrededores.
Los telescopios espaciales han observado estas nubes cósmicas en la
vecindad de agujeros negros supermasivos, esos misteriosos objetos
densos de los que no puede escapar la luz, con masas equivalentes a más
de 100.000 soles. Hay un agujero negro supermasivo en el centro de casi
todas las galaxias, y se llama un "núcleo galáctico activo" (AGN) si
está absorbiendo una gran cantidad de gas y polvo de su entorno. Si bien
el agujero negro en sí no se puede ver, su vecindad se ilumina
extremadamente brillante a medida que la materia se desgarra cerca de su
horizonte de eventos, su punto de no retorno.
Pero los agujeros negros no son
realmente como las aspiradoras; no solo absorben todo lo que se acerca
demasiado. Si bien parte del material alrededor de un agujero negro
caerá directamente, y nunca se volverá a ver, parte del gas cercano se
arrojará hacia afuera, creando una capa que se expandirá durante miles
de años. Esto se debe a que el área cerca del horizonte de eventos es
extremadamente enérgica; la radiación de alta energía de las partículas
de rápido movimiento alrededor del agujero negro puede expulsar una
cantidad significativa de gas en la inmensidad del espacio.
Los científicos creían que este flujo de
gas era suave. En cambio, es grumoso, se extiende mucho más allá de 1
parsec (3,3 años luz) desde el agujero negro. Cada nube comienza siendo
pequeña, pero puede expandirse hasta tener más de 1 parsec de ancho, e
incluso podría cubrir la distancia entre la Tierra y la estrella más
cercana más allá del Sol, Proxima Centauri.
El astrofísico Daniel Proga, de la
Universidad de Nevada, en Las Vegas, compara estos grupos con grupos de
automóviles que esperan en una rampa de la autopista con semáforos
diseñados para regular la afluencia de tráfico nuevo. "De vez en cuando
tienes un montón de coches", dijo.
¿Qué explica estos grupos en el espacio
profundo? Proga y sus colegas tienen un nuevo modelo de ordenados que
presenta una posible solución a este misterio, publicado en
Astrophysical Journal Letters, y dirigido por el estudiante de doctorado
Randall Dannen. Los científicos muestran que el calor extremadamente
intenso cerca del agujero negro supermasivo puede permitir que el gas
fluya hacia afuera muy rápido, pero de una manera que también puede
conducir a la formación de grupos. Si el gas se acelera demasiado
rápido, no se enfriará lo suficiente como para formar grumos. El modelo
de ordenador tiene en cuenta estos factores y propone un mecanismo para
hacer que el gas viaje lejos, pero también se agrupe.
"Cerca del borde exterior de la carcasa
hay una perturbación que hace que la densidad del gas sea un poco más
baja de lo que solía ser", dijo Proga. “Eso hace que este gas se
caliente de manera muy eficiente. El gas frío que está más lejos está
siendo arrojado hacia fuera por eso.”
Este fenómeno es algo así como la
flotabilidad que hace flotar los globos aerostáticos. El aire calentado
dentro del globo es más ligero que el aire más frío afuera, y esta
diferencia de densidad hace que el globo se eleve.
"Este trabajo es importante porque los
astrónomos siempre han necesitado colocar nubes en una ubicación y
velocidad determinadas para ajustarse a las observaciones que vemos del
AGN," dijo Dannen, y nuestro trabajo ofrece una posible explicación para
la formación de estas nubes ".
Este modelo solo mira la capa de gas, no
el disco de material que gira alrededor del agujero negro que lo
alimenta. El siguiente paso de los investigadores es examinar si el
flujo de gas se origina en el propio disco. También están interesados en
abordar el misterio de por qué algunas nubes se mueven extremadamente
rápido, del orden de 10.000 kilómetros por segundo.
Esta investigación, que aborda un tema
importante en la física de los núcleos galácticos activos, fue apoyada
con una subvención de la NASA. Los coautores son Dannen, Proga, el
académico postdoctoral de UNLV Tim Waters y el ex académico postdoctoral
de UNLV Sergei Dyda (ahora en la Universidad de Cambridge).
Actualizado: 14/5/2020
No hay comentarios:
Publicar un comentario