¿Dónde se esconden los agujeros negros súper-masivos?

¿Dónde se esconden los agujeros negros súper-masivos?

Por :Lucila Rondissone

Científicos europeos y americanos, en un intento por encontrar agujeros negros súper-masivos en galaxias cercanas, han encontrado muy pocos. O están mejor escondidos de lo que los científicos creían, o se encuentran sólo en el universo más distante.

Científicos europeos y americanos, en un intento por encontrar agujeros negros súper-masivos escondiéndose en galaxias cercanas, han encontrado sorprendentemente pocos. O están mejor escondidos de lo que los científicos creían, o se encuentran al acecho sólo en el universo más distante.

Los científicos están convencidos que algunos agujeros negros súper-masivos deben estar escondidos detrás de densas nubes de polvo. Estas polvorientas cubiertas permiten que emerjan sólo los rayos X de mayor energía. Una vez en el espacio, los rayos X se combinan en un fondo cósmico de rayos X que penetra todo el espacio.

La búsqueda de agujeros negros ocultos es parte de un primer censo de la parte de los rayos X celestes de mayor energía. Liderado por Loredana Bassani, del IASF, Italia, un grupo de astrónomos publicó sus resultados en el Astrophysical Journal Letters, en enero de este año. Allí mostraron que la fracción de agujeros negros ocultos en el universo cercano es de alrededor del 15%, usando información de la observación de rayos gamma orbitales de ESA, del Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma (International Gamma Ray Astrophysics Laboratory , Integral).

Los astrónomos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland, y el Centro Integral de Datos Científicos cerca de Ginebra, Suiza, han encontrado una fracción aún más pequeña usando alrededor de dos años de datos continuos, también recolectados en Integral. El trabajo muestra que hay claramente muy pocos agujeros negros escondidos en el universo cercano para crear la radiación de rayos X de fondo observada.

“Naturalmente, es muy difícil encontrar algo que sabemos está bien escondido, y que ha eludido el ser detectado por tanto tiempo”, dice Volker Beckmann, del centro Goddard de la NASA y la Universidad de Maryland, Baltimore, principal autor del nuevo reporte que va a publicarse en el ejemplar venidero del Astrophysical Journal. “Integral es un telescopio que debería ver agujeros negros escondidos cercanos, pero no ha sido suficiente”, dice.

El cielo en rayos X es miles a millones de veces más energético que el familiar cielo visible a nuestros ojos. Mucha de la actividad de rayos X se cree que proviene de agujeros negros que violentamente absorben gas de sus alrededores.

Recientes descubrimientos en la astronomía de rayos X, incluyendo un cuidadoso censo de los agujeros negros, realizado por el Observatorio Chandra de Rayos X, de la NASA, y el Cronómetro Explorador Rossi de Rayos X, han lidiado con rayos X de baja energía. El rango de energía es de aproximadamente 2000 a 20000 electrón-voltios (la luz óptica, en comparación, es de alrededor de 2 electrón-voltios). Las dos revisiones de Integral son el primer vistazo del régimen ampliamente inexplorado de rayos X de alta energía, o “duros”, de 20000 a 300000 electrón-voltios.

“El fondo de radiación X, este manto penetrante de luz de rayos X que vemos en todas partes del universo, posee un pico en los 30000 electrón-voltios, aproximadamente, pero en realidad aun sabemos casi nada sobre qué produce esta radiación”, dice Neil Gehrels, del centro Goddard de la NASA, un co-autor.

La teoría dice que agujeros negros escondidos, a los que los científicos llaman objetos Compton-densos, son responsables del pico de 30000 electrón-voltios de rayos X en la radiación X de fondo. Integral es el primer satélite lo suficientemente sensible para buscar estos agujeros negros en el universo local.

De acuerdo a Beckmann, de todas las galaxias con agujeros negros que Integral detectó, menos del 10% pertenecían a la variedad “Compton densos”. Esto tiene serias implicaciones al explicar de dónde provienen los rayos X en la radiación X cósmica de fondo.

“Los agujeros negros escondidos que hemos encontrado hasta ahora pueden contribuir sólo en un pequeño porcentaje de la energía de la radiación X cósmica de fondo”, dice Bassani. Esto implica que si los agujeros negros ocultos conforman el grueso de los rayos X de fondo, deben encontrarse mucho más lejos, en el universo distante. ¿Por qué podría ser esto? Una razón podría ser que en el universo local, la mayoría de los agujeros negros súper masivos han tenido el tiempo suficiente para consumir o disipar todo el gas y el polvo que en un momento los mantenían velados, dejándolos al descubierto.

Esto los volvería menos aptos para producir rayos X porque lo que los genera es el calentamiento del gas que cae en el agujero negro, no el agujero en sí mismo. Entonces, si el agujero negro ha dejado sus alrededores sin materia, no quedaría nada para producir rayos X.

A la inversa, otra posibilidad es que quizás los agujeros negros ocultos están más ocultos de lo que los científicos creían. “El hecho de no verlos no necesariamente significa que no estén allí, es sólo que no los vemos. Quizás están más profundamente ocultos de lo que pensamos, y por tanto están más allá de los límites de detección de Integral”, dice Bassani.

Mientras tanto, el equipo de la NASA está planeando actualmente extender su búsqueda de agujeros negros ocultos en el universo aún más. “Esto es sólo la punta del iceberg. En unos pocos meses más realizaremos una revisión aún mayor, que se completará con la misión Swift. Nuestra meta es llevar este tipo de observación aún más y más profundamente en el universo, para observar la actividad de los agujeros negros en épocas tempranas. Ese es el próximo gran reto para los astrónomos de rayos X y gamma”, concluye Beckmann.

Notas a los editores:

Los resultados aparecen en el Astrophysical Journal, en un artículo titulado “La búsqueda extragaláctiga de Integral IBIS: Núcleos Galácticos Activos Seleccionados en 20-100 keV\', por L. Bassani y colaboradores, publicado el 10 de enero de 2006 (volumen 636, páginas L65-L68).

La otra investigación científica en la que se basa este artículo es “La función lumínica de los rayos X duros de 20-40 keV AGN”, por V. Beckmann y colaboradores, aceptada para ser publicada en el número entrante de Astrophysical Journal. Una versión preliminar de la misma puede ser descargada en arxiv.org/abs/astro-ph/0606687.

Para más información:

Loredana Bassani, IASF-CNR, Italia
Email: [email protected]