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17 JULIO 2017
 

Investigadores del IFCA publican una nueva interpretación sobre la población de agujeros negros supermasivos

Según su estudio, una importante fracción de los agujeros negros supermasivos más luminosos permanecen ocultos en entornos muy oscurecidos en las regiones centrales de las galaxias más masivas

Un estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos y dirigido por la Doctora Silvia Mateos del Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC) sugiere que muchos de los agujeros negros supermasivos más activos podrían estar evitando nuestra detección, cuestionando teorías sobre su naturaleza desarrolladas hace más de 20 años y aceptadas hasta la fecha. 

La mayor parte de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, albergan en sus centros gigantescos agujeros negros con masas de millones a miles de millones de soles. Aquellos que se encuentran en una fase "activa" de crecimiento, es decir, engullendo grandes cantidades de material (estrellas, gas, polvo) liberando en el proceso enormes cantidades de energía, se conocen como Núcleos Galácticos Activos, o AGN por sus siglas en inglés (Active Galactic Nuclei).

Según el "Modelo Unificado", todos los AGNs están rodeados por una espesa estructura grumosa de gas y polvo en forma de donut o "toro" situada en las proximidades del agujero negro. Si nuestra línea de visión intercepta el material en el toro, la apariencia que presenta el AGN para nosotros se ve afectada. Se denominan AGNs tipo 1 aquellos para los que tenemos una visión totalmente limpia del agujero negro supermasivo en crecimiento, y tipo 2, aquellos para los que nuestra línea de visión se ve oscurecida por el toro.

Hoy en día tenemos evidencias observacionales de que los agujeros negros supermasivos adquieren la mayor parte de su masa durante una fase en la que son muy luminosos pero se encuentran prácticamente ocultos, es decir, están rodeados por grandes cantidades de gas y polvo. Es durante esta fase cuando se cree que se establece la relación entre los agujeros negros gigantes y las galaxias que los albergan y que hace que el crecimiento de galaxias y agujeros negros supermasivos vaya en paralelo.

Durante las últimas décadas se ha realizado un enorme esfuerzo observacional para encontrar los AGN luminosos más oscurecidos. La mayor parte de los estudios no encuentran AGNs tipo 2 muy luminosos y muy oscurecidos a la vez. Dicho de otra manera, los AGNs más luminosos "prefieren" no estar oscurecidos. Se han desarrollado diferentes teorías para explicar este hecho. La más aceptada se conoce como el modelo de "toro en recesión", según el cual, la energía liberada por los AGN más luminosos erosiona el toro y hace que veamos estos AGNs sin obstrucción alguna por parte del toro.

Sin embargo, el estudio de Silvia Mateos y su equipo ofrece una teoría completamente diferente sobre la existencia de AGNs de tipo 2 luminosos. ¿Y si lo que ocurre es que muchos de los AGNs oscurecidos han escapado nuestra detección porque están demasiado bien escondidos?

El estudio, con el título "Survival of the Obscuring Torus in the Most Powerful Active Galactic Nuclei" publicado en la revista internacional The Astrophysical Journal Letters, consistió en el análisis detallado de las propiedades del toro para una muestra de 200 AGNs utilizando observaciones de los telescopios espaciales X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) de la Agencia Espacial Europea (ESA), el Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA y telescopios terrestres como el Gran Telescopio Canarias (GTC) o pertenecientes al Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING) y al Observatorio Europeo Austral (ESO). El equipo investigador ha mostrado que los AGNs muy luminosos y muy oscurecidos no se detectan en observaciones astronómicas, aunque se tiene constancia de su existencia. También han encontrado que cuando se "corrige" este efecto, la fracción de AGN de tipo 2 no varía con la luminosidad.

Las conclusiones del trabajo apoyan la idea de que una importante fracción de los agujeros negros supermasivos más luminosos permanece oculta en entornos muy oscurecidos en las regiones centrales de las galaxias más masivas. Las implicaciones de estos resultados para el conocimiento del crecimiento de agujeros negros supermasivos y la evolución de las galaxias podrían ser muy significativas.

Pie de foto: Interpretación artística de un Núcleo Galáctico Activo (AGN). Grandes cantidades de gas y polvo ocultan la región central del AGN donde reside un agujero negro supergigante. [ESA/NASA, proyecto AVO y Paolo Padovani].

Información adicional:

S. Mateos, F. J. Carrera, X. Barcons, A. Alonso-Herrero, A. Hernán-Caballero, M. Page, C. Ramos Almeida, A. Caccianiga, T. Miyaji and A. Blain, 2017, "Survival of the obscuring torus in the most powerful active galactic nuclei", ApJL, 841, 18 [ ADS ]

"Hidden Black Holes Revealed?", AAS NOVA, 19th June 2017.

A Large Fraction of Rapidly-Growing Supermassive Black Holes Evade Census, ING web news release, 10th July 2017.  

 

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