23 de mayo de 2007

Los agujeros negros de alta velocidad podrían ser observables

Imagen: NASA/CXC/A. Hobart

Los astrónomos están intentando cazar un objetivo muy complicado: agujeros negros que han sido eyectados de los centros de sus galaxias. Algunos dudan que la presa pueda ser descubierta, debido a que el agujero negro debe estar tragando materia de un disco de acreción para ser visible. Y, si un agujero negro es expulsado del núcleo de su propia galaxia y enviado a las partes externas, su disco de acreción debería quedar en el camino. Sin embargo, nuevos cálculos del físico teórico Avi Loeb, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, dio a los cazadores una luz de esperanza. Loeb mostró que, genéricamente, un agujero negro expulsado del centro de una galaxia podría llevarse consigo a su disco de acreción y permanecer visible por millones de años.

"La materia en el disco está dando vueltas entorno al agujero negro a una velocidad mucho mayor que la típica velocidad de eyección de los agujeros negros. Esa materia está tan fuertemente ligada que seguiría al agujero negro como las ovejas al pastor", dijo Loeb.

En el escenario examinado por Loeb, dos galaxias colisionan y se funden. El rotante agujero negro supermasivo binario en el núcleo de la galaxia se fusiona, emitiendo una poderosa radiación gravitacional en una dirección preferencial. Simulaciones computacionales recientemente demostraron que el momento neto acarreado por la radiación da al resultante agujero negro un fuerte impulso en la dirección opuesta. El agujero negro, entonces, retrocede a velocidades de hasta 15 millones de kilómetros por hora, velocidad suficiente para atravesar una galaxia entera en un tiempo cósmicamente corto de tan sólo 10 millones de años.

A pesar que la predicción de agujeros negros en retroceso en galaxias con "mergers" ha mostrado ser robusta, resultó poco clara hasta que el trabajo de Loeb mostró que las consecuencias del fenómeno podrían ser observadas ópticamente. Loeb examinó la idea de cómo el agujero negro podría sostener su disco de acreción mientras que era eyectado. Encontró que, debido a que el gas orbita al agujero negro velozmente, el disco de acreción podría seguirlo en su viaje.

Además, el disco gaseoso no sería consumido durante la etapa previa, de fusión de los dos agujeros negros, debido a que el agujero negro binario tendería a abrir una cavidad en el disco.

Luego de que los dos agujeros negros se unen para formar uno sólo, el disco de acreción podría alimentar al agujero negro por millones de años, haciendo que éste brille. Tales agujeros negros, a distancias cosmológicas son llamados quasares.

Antes que el combustible del agujero negro se agote, éste podría viajar más de 30 mil años luz desde el centro de la galaxia. A distancias cosmológicas típicas, eso podría equivaler a una separación de un arco segundo en el cielo. Tales separaciones presentan un desafío para ser detectadas, pues el brillante quasar ocultaría la débil galaxia.

(fg)

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http://www.cfa.harvard.edu/