De un comunicado de prensa de la NASA:
Un nuevo estudio del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA les dice a los científicos con qué frecuencia los agujeros negros más grandes han estado activos en los últimos miles de millones de años. Este descubrimiento aclara cómo crecen los agujeros negros supermasivos y podría tener implicaciones sobre cómo se comportará en el futuro el agujero negro gigante en el centro de la Vía Láctea.
Se cree que la mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, contienen agujeros negros supermasivos en sus centros, con masas que van desde millones hasta miles de millones de veces la masa del Sol. Por razones no entendidas del todo, los astrónomos han descubierto que estos agujeros negros exhiben una amplia variedad de niveles de actividad: desde latentes hasta simplemente letárgicos hasta prácticamente hiperactivos.
Los agujeros negros supermasivos más vivos producen los llamados "núcleos galácticos activos", o AGN, al extraer grandes cantidades de gas. Este gas se calienta a medida que cae y brilla intensamente a la luz de rayos X.
"Hemos descubierto que solo alrededor del uno por ciento de las galaxias con masas similares a la Vía Láctea contienen agujeros negros supermasivos en su fase más activa", dijo Daryl Haggard de la Universidad de Washington en Seattle, WA, y la Universidad Northwestern en Evanston, IL , quien dirigió el estudio. "Tratar de averiguar cuántos de estos agujeros negros están activos en cualquier momento es importante para comprender cómo crecen los agujeros negros dentro de las galaxias y cómo su crecimiento se ve afectado por su entorno".
Este estudio involucra una encuesta llamada Chandra Multiwavelength Project, o ChaMP, que cubre 30 grados cuadrados en el cielo, el área de cielo más grande de cualquier encuesta de Chandra hasta la fecha. Combinando las imágenes de rayos X de Chandra con imágenes ópticas del Sloan Digital Sky Survey, se analizaron alrededor de 100,000 galaxias. De ellos, alrededor de 1.600 tenían rayos X brillantes, lo que indica una posible actividad de AGN.
Solo las galaxias a 1.600 millones de años luz de la Tierra podrían compararse significativamente con la Vía Láctea, aunque también se estudiaron galaxias tan lejanas como 6.300 millones de años luz. Se incluyeron principalmente galaxias aisladas o de "campo", no galaxias en grupos o grupos.
"Esta es la primera determinación directa de la fracción de galaxias de campo en el Universo local que contiene agujeros negros supermasivos activos", dijo el coautor Paul Green, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, MA. "Queremos saber con qué frecuencia brotan estos agujeros negros gigantes, ya que es cuando pasan por un gran crecimiento".
Un objetivo clave de los astrónomos es comprender cómo la actividad AGN ha afectado el crecimiento de las galaxias. Una sorprendente correlación entre la masa de los agujeros negros gigantes y la masa de las regiones centrales de su galaxia anfitriona sugiere que el crecimiento de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias anfitrionas están fuertemente vinculadas. Determinar la fracción AGN en el Universo local es crucial para ayudar a modelar este crecimiento paralelo.
Un resultado de este estudio es que la fracción de galaxias que contienen AGN depende de la masa de la galaxia. Las galaxias más masivas tienen más probabilidades de albergar AGN, mientras que las galaxias que son solo una décima parte de la Vía Láctea tienen una probabilidad diez veces menor de contener un AGN.
Otro resultado es que se observa una disminución gradual en la fracción de AGN con el tiempo cósmico desde el Big Bang, lo que confirma el trabajo realizado por otros. Esto implica que el suministro de combustible o el mecanismo de abastecimiento de combustible para los agujeros negros está cambiando con el tiempo.
El estudio también tiene implicaciones importantes para comprender cómo los vecindarios de las galaxias afectan el crecimiento de sus agujeros negros, porque se encontró que la fracción AGN para las galaxias de campo es indistinguible de la de las galaxias en cúmulos densos.
"Parece que los agujeros negros realmente activos son raros pero no antisociales", dijo Haggard. "Esto ha sido una sorpresa para algunos, pero podría proporcionar pistas importantes sobre cómo el medio ambiente afecta el crecimiento de los agujeros negros".
Es posible que la fracción AGN haya evolucionado con el tiempo cósmico tanto en grupos como en el campo, pero a ritmos diferentes. Si la fracción de AGN en los cúmulos comenzó más alta que en las galaxias de campo, como han sugerido algunos resultados, pero luego disminuyó más rápidamente, en algún momento la fracción de cúmulo sería aproximadamente igual a la fracción de campo. Esto puede explicar lo que se ve en el Universo local.
La Vía Láctea contiene un agujero negro supermasivo conocido como Sagitario A * (Sgr A *, para abreviar). A pesar de que los astrónomos han sido testigos de alguna actividad de Sgr A * utilizando Chandra y otros telescopios a lo largo de los años, ha estado en un nivel muy bajo. Si la Vía Láctea sigue las tendencias observadas en la encuesta ChaMP, Sgr A * debería ser aproximadamente mil millones de veces más brillante en rayos X durante aproximadamente el 1% de la vida restante del Sol. Es probable que tal actividad haya sido mucho más común en el pasado distante.
Si Sgr A * se convirtiera en un AGN, no sería una amenaza para la vida aquí en la Tierra, pero daría un espectáculo espectacular en las longitudes de onda de radio y rayos X. Sin embargo, cualquier planeta que esté mucho más cerca del centro de la Galaxia, o directamente en la línea de fuego, recibiría grandes cantidades de radiación potencialmente dañinas.
Estos resultados se publicaron en la edición del 10 de noviembre de Astrophysical Journal. Otros coautores del artículo fueron Scott Anderson de la Universidad de Washington, Anca Constantin de la Universidad James Madison, Tom Aldcroft y Dong-Woo Kim del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian y Wayne Barkhouse de la Universidad de Dakota del Norte.
