Un nuevo estudio desarrollado en la Universidad Northwestern muestra cómo fluye el gas a través del universo hacia el centro de un agujero negro supermasivo, permitiendo su crecimiento. De acuerdo a los investigadores, los brazos espirales de las galaxias son responsables de recoger gas para alimentar a sus agujeros negros supermasivos centrales.
Conocer la forma en que las galaxias nutren a sus agujeros negros supermasivos y disponer de un modelo informático que simule este proceso es crucial. Permitirá entender de manera integral las numerosas fuerzas y factores que influyen en la evolución de estas misteriosas estructuras.
Según indican los científicos en su investigación, recientemente publicada en Astrophysical Journal, la capacidad de los agujeros negros supermasivos para absorber todo aquello que se encuentre a su alrededor es sorprendente: pueden tragar 10 veces la masa de un Sol en solo un año.
Agujeros negros supermasivos y cuásares
El nuevo modelo creado por los investigadores estadounidenses permitirá comprender las causas por las cuales algunos agujeros negros supermasivos disfrutan de un suministro permanente de alimentos, mientras otros permanecen inactivos durante millones de años: sin embargo, despiertan súbitamente cuando vuelven a recibir la dosis suficiente de gas.
Los detalles sobre cómo fluye el gas a través del universo para alimentar a estas colosales estructuras forman parte de uno de los grandes misterios que la astronomía busca resolver. Ahora, las simulaciones desarrolladas harán posible encontrar algunas respuestas a estos enigmas.
Al mismo tiempo, los expertos muestran en su simulación una visión poco habitual de la naturaleza de los cuásares, objetos de gran luminosidad y rápido crecimiento. Los cuásares se encuentran en el centro de algunas galaxias y obtienen su energía de loa agujeros negros supermasivos.
Se forman precisamente cuando el agujero negro supermasivo central de una galaxia traga toda la materia que se encuentra a su alrededor: en ese momento, la energía se libera y los cuásares pueden ser detectados por los astrónomos. Algunos de estos objetos son capaces de eclipsar a galaxias enteras.
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Resolviendo misterios
En una nota de prensa, los investigadores explicaron que las simulaciones desarrolladas permiten demostrar cómo los brazos espirales de las galaxias emplean fuerzas gravitacionales para detener el gas que, de otra forma, orbitaría eternamente los centros de las galaxias, redirigiéndolo hacia los agujeros negros supermasivos.
Además, estos procesos gravitacionales que «alimentan» a los agujeros negros supermasivos centrales son lo suficientemente fuertes como para derivar en los cuásares, que los científicos han podido observar una vez producida la liberación de energía que se concreta cuando los agujeros negros terminan de alimentarse.
Las simulaciones creadas mediante el nuevo estudio se aplicarán a casos concretos: permitirán comprender el origen del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, así como la formación del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Messier 87, gracias a imágenes captadas por el telescopio Event Horizon en 2019.
Hacia el futuro, los astrónomos se han puesto como objetivo estudiar grandes poblaciones de galaxias y sus agujeros negros supermasivos centrales, para comprender mejor cómo logran formarse y crecer en diversas condiciones. La tecnología empleada hace posible que las simulaciones cuenten con una resolución de imágenes 1.000 veces más potente y precisa que la empleada en simulaciones anteriores.
Referencia
Cosmological Simulations of Quasar Fueling to Subparsec Scales Using Lagrangian Hyper-refinement. Daniel Anglés-Alcázar et al. The Astrophysical Journal (2021).DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac09e8
Video: Universidad Northwestern en YouTube.
Foto: una imagen fija de la simulación que muestra una gran región que contiene decenas de galaxias (6 millones de años luz de diámetro), que «alimentan» a sus agujeros negros supermasivos. Crédito: Anglés-Alcázar et al. / The Astrophysical Journal.