Investigadora postdoctoral del IFA y MAS participa en la primera observación diaria en las cercanías de un agujero negro supermasivo

Un equipo internacional de astrónomos, en los que participa la investigadora postdoctoral del Instituto de Física y Astronomía de la UV y Instituto Milenio de Astrofísica MAS, Lorena Hernández, estudió por primera vez de forma diaria un Núcleo Activo de Galaxia que no posee jets relativistas y con ello abre toda una nueva gama de investigaciones en torno a los agujeros negros.

Muchas galaxias de nuestro Universo poseen un núcleo que emite grandes cantidades de energía y es por eso que se les ha llamado “galaxias activas”. Una de las explicaciones más aceptadas para este hecho, es que esta ingente cantidad de energía es producida como consecuencia de la presencia de un agujero negro supermasivo dentro de la galaxia, configurando lo que se conoce como “núcleos activos de galaxias” o AGN por sus siglas en inglés. 

Es por esta importante característica, que en los AGN se centra parte importante de la investigación de los agujeros negros, los que causan curiosidad no sólo a científicos y científicas de todo el mundo, sino que también a personas no ligadas a la ciencia, que quieren entender qué pasa dentro y alrededor de estos misteriosos objetos. 

Una nueva investigación, en la que participó la investigadora del Instituto Milenio de Astrofísica MAS, Lorena Hernández, se concentró en un tipo especial de AGN, que, a diferencia de las típicas ilustraciones que se hacen de estos objetos donde se muestran chorros relativistas o jets de materia que emergen de las regiones polares del agujero negro en direcciones opuestas, estos no emiten estos chorros relativistas.

En cambio, según cuenta la astrónoma, este nuevo estudio se centró en el agujero negro de la galaxia Mrk110, una galaxia que describe como “radio silenciosa” porque, aunque “la actividad nuclear se emite en todo el espectro electromagnético, desde frecuencias de radio hasta energías de rayos X, como sucede en otros AGN, no se ven chorros de energía relativistas (jets)”. Otra particularidad, agrega, es que las galaxias “radios silenciosas, son variables en flujo a energías de rayos X, lo cual cambia su brillo en escalas temporales de unos pocos días y también en escalas de tiempo de meses y años”. 

En ese sentido, Lorena explica que lo novedoso de esta investigación – realizada por expertos de Chile, Italia, España, Reino Unido y Estadios Unidos- es que es la primera vez que se realizan observaciones diarias de un AGN de este tipo. “En ausencia de un chorro relativista, es posible estudiar una serie de fenómenos que de otra manera no saldrían a la superficie, justo en las proximidades del agujero negro, como por ejemplo vientos de material ionizado y/o formación estelar. Además, gracias al análisis de cómo varía la emisión a lo largo del tiempo en las bandas de radio y rayos X, es posible obtener información acerca de las estructuras que envuelven a este objeto. Se trata así del estudio de una región muy pequeña cerca del agujero negro, donde la materia es atraída violentamente en forma de disco de acreción, el cual es responsable de alimentarlo”, explica. 

Red internacional de antenas observando Mrk110

Además de estudiar un tipo de AGN sin jets y hacerlo de forma diaria, la investigación tiene otra singularidad: la utilización de una red de estaciones de observación conocida como Very Long Baseline Array (VLBA), de la National Radio Astronomy Observatory (NRAO) y que está compuesta por diez radioantenas de 25 metros distribuidas en Estados Unidos. 

“La particularidad de este análisis es que es muy complicado obtener observaciones en diferentes frecuencias para una misma galaxia de forma simultánea. De hecho, esta es la primera vez que se realizan múltiples observaciones para un AGN “radio silencioso” con VLBA. Coordinar diferente infraestructura astronómica para que observen lo mismo al mismo tiempo es muy complicado, y aún más observar en repetidas ocasiones de modo que podamos obtener curvas de luz (series temporales) que nos permitan estudiar cómo varían estos AGN. La forma en la que generalmente se realizan estas observaciones en astronomía es mediante propuestas de observación, evaluadas por un comité, pero es un proceso muy competitivo por la gran demanda de usuarios”.  

Sin embargo, el futuro se augura auspicioso ya que más infraestructura se unirá a este tipo de análisis. “En los próximos años existirán más facilidades que permitan realizar este tipo de estudios con mejor estudio temporal y muestras de galaxias más grandes, entre ellos el telescopio Vera C. Rubin, que operará desde Chile. La NASA debería establecer un programa en el dominio temporal para realizar y mantener el conjunto necesario de capacidades espaciales a lo largo del espectro electromagnético requeridas para estudiar fenómenos transitorios y variables en el tiempo, y para dar seguimiento a los eventos multi-mensajeros. Este programa debería apoyar el desarrollo y lanzamiento de misiones específicas y misiones a mayor escala. Por tanto, este trabajo que realizamos representa un caso de estudio que servirá como base para futuros trabajos”, concluye Lorena Hernández. 

La investigación, que fue publicada en la Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, fue liderado por la investigadora Francesca Panessa del Istituto di Planetología Spaziali (IAPS-INAF) en Roma (Italia), con la colaboración de Miguel Ángel Pérez Torres del Instituto de Astrofísica (IAA-CSIC) en Granada (España) y Lorena Hernández García del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) y la Universidad de Valparaíso (UV), así como otros colaboradores internacionales.

Fuente: Makarena Estrella Instituto Milenio de Astrofísica MAS