16 de diciembre de 2008

Viendo la forma del material alrededor de un agujero negro por primera vez

Imagen: Chris Reynolds

Un agujero negro ahora puede ser pensado como el agujero de una donut. La forma del material alrededor de los agujeros negros ha sido vista por primera vez: un análisis de más de 200 núcleos galácticos activos de las galaxias, alimentados por discos de material caliente de agujeros negros súper masivos, muestra que todos tienen una estructura física coherente y ordenada que parece ser independiente del tamaño del agujero negro.

"Éste debe ser un ambiente muy desordenado y complicado, pero las cosas que fluyen en diferentes agujeros negros tiene el mismo aspecto, no importa cuán masivo el agujero negro sea", dice Barry McKernan, investigador asociado en Astrofísica del Museo Americano de Historia Natural (AMNH) y profesor en el Borough of Manhattan Community College, de la Universidad de la Ciudad de Nueva York (BMCC, CUNY). "Esta forma observada debe limitar todas nuestras ideas en cuanto a la forma en que se produce el resplandor en torno a los agujeros negros, y si podemos manejar las cosas en torno a los agujeros negros, podemos empezar a estudiar los agujeros negros en sí mismos".

A pesar que los agujeros negros no pueden ser vistos directamente, es posible observar el material caliente arremolinado alrededor de un agujero negro súper masivo. En este artículo científico, McKernan y sus colegas probaron una hipótesis acerca de la relación entre los dos extremos de la radiación procedente de los alrededores de un agujero negro súper masivo: los rayos X debe provenir del material muy caliente muy cercano al agujero negro, y la luz infrarroja que debe provenir de material tibio mucho más distante del agujero negro. Este patrón les permitió saber si la materia alrededor de agujero negro se observaba de cara a nosotros (mirando directamente dentro del agujero negro rodeado por los rayos X y la luz infrarroja) o de canto (viendo sólo el costado de la donut de material). Parte de la luz infrarroja también podría provenir de parte de la donut que ha sido fritada por el bombardeo de rayos X. Al comparar la proporción de rayos X con la luz infrarroja procedente de los alrededores del agujero negro, es posible averiguar indirectamente cómo el material puede estar distribuido alrededor del agujero negro.

McKernan y sus colegas examinaron una muestra de gran tamaño de 245 núcleos galácticos activos (AGN) que contienen agujeros negros de entre 1 y 100 millones de veces la masa del Sol. Todos estos núcleos galácticos activos están descriptos, y sus datos están disponibles a través de la base de datos extragaláctica NASA/IPAC. Después de distribuir los sistemas entre los que se observan de canto y los observados de cara, el equipo encontró que en el 90% de los núcleos galácticos activos observables de cara había, básicamente, la misma proporción de rayos X que de luz infrarroja.

"Debido a que los puntos-datos en el rango infrarrojo son del viejo Satélite Astronómico Infrarrojo, podemos decir que ésta no es una muestra sesgada al infrarrojo debido a que el satélite observaba a todo el cielo", dice el coautor K.E. Saavik Ford, también investigador asociado en Astrofísica, en el AMNH, y profesor de BMCC, CUNY. "Es interesante saber algo acerca de los agujeros negros como clase".

McKernan está de acuerdo. "Ahora sabemos que todos se parecen a donuts, y también al mismo tipo de donuts. La falta de variedad podría decepcionar a Homero Simpson".

La investigación se publica en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Entre los coautores se incluye a Nathan Chang, estudiante de BMCC, CUNY, y Chris Reynolds, Profesor Asociado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Maryland, College Park. Subvenciones de la NASA y de la Universidad de la Ciudad de Nueva York financiaron la investigación, que se llevó a cabo en el Departamento de Astrofísica del AMNH.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.amnh.org/