27/Jul/08

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Los astrónomos ya pueden ver los discos que rodean a los agujeros negros

Por primera vez, un equipo de investigadores internacionales ha encontrado una manera de ver los discos de acreción que rodean a los agujeros negros y verificar que sus verdaderos espectros electromagnéticos coinciden con los que los astrónomos predicen desde hace mucho tiempo. Su trabajo será publicado en la revista Nature del 24 de julio

Se pensaba que un agujero negro y su brillante disco de acreción formaban un cuásar, la poderosa fuente de luz en el centro de algunas galaxias distantes. Usando un filtro polarizador, el equipo de investigación que incluía a Robert Antonucci y Omer Blaes, profesores de física en la Universidad de California, Santa Bárbara, aislaron la luz emitida por el disco de acreción de la producida por otra materia en las inmediaciones del agujero negro.

Un filtro polarizador fijado a un telescopio eliminó la luz emitida por las
nubes de partículas de polvo y gas ionizado alrededor del cuásar de
modo que su verdadero espectro electromagnético pudo ser revelado

"Este trabajo ha fortalecido en gran medida las evidencias de la explicación aceptada sobre los cuásares", dijo Antonucci.

De acuerdo con Antonucci, el proceso físico que los astrónomos encuentran más atractivo para explicar la fuente de energía de un cuásar y su producción de luz involucra la materia que cae hacia un agujero negro súper masivo, y que gira a su alrededor en un disco a medida que se acerca al horizonte del evento -la superficie esférica que señala el límite del agujero negro. En el proceso, la fricción causa que la materia se caliente de forma que produce luz en todas las longitudes de onda del espectro, incluyendo la infrarroja, la visible, y la ultravioleta. Al final, la materia cae en el agujero negro y así incrementa su masa.

"Si eso es verdad, podemos predecir desde las leyes de la física cómo debería ser el espectro electromagnético del cuásar", dijo Antonucci. Pero probar la predicción ha sido imposible hasta ahora, porque los astrónomos no podían distinguir entre la luz emanada del disco de acreción y la de la nube de partículas de polvo y gas ionizado en la zona del agujero negro.

Al fijar un filtro polarizador al telescopio infrarrojo del Reino Unido (UKIRT) en Mauna Kea, Hawai, el equipo de investigación, liderado por Makoto Kishimoto, astrónomo con el instituto de Max-Planck para radioastronomía en Bonn, y ex-becario postdoctorado en UCSB, eliminó la luz externa y pudo medir el espectro del disco de acreción. Al hacerlo, demostraron que el espectro coincidía con lo que se había pronosticado. Los investigadores también usaron muchos datos reunidos por el analizador de polarización del Very Large Telescope, un observatorio en Chile que es operado por el Observatorio Espacial Europeo.

El filtro polarizador puede llevar a cabo su magia porque la luz directa no es polarizada -es decir, no tiene ninguna preferencia en términos del alineamiento direccional de su campo eléctrico. El disco de acreción emana luz directa, y también las partículas de polvo y el gas ionizado. Sin embargo, una pequeña cantidad de luz del disco de acreción, que es exactamente la luz que los investigadores quieren estudiar, se refleja en el gas ubicado muy cerca del agujero negro. Esta luz es polarizada.

"De modo que si tomamos sólo la luz polarizada, es como si el resto de la luz no estuviera ahí, y podemos ver el verdadero espectro del disco de acreción", dijo Antonucci. "Con este conocimiento tenemos una mejor comprensión de cómo los agujeros negros consumen materia y se expanden".

Estudiar el espectro de un objeto brillante como un cuásar provee a los astrónomos con una increíble cantidad de valiosa información sobre sus propiedades y procesos, señaló Antonucci. "Nuestra comprensión de los procesos físicos en el disco es todavía bastante pobre, pero ahora por lo menos estamos seguros de la imagen en conjunto", dijo.

Fuente: Space Flight. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard