El brillo por acreción de un agujero negro puede iluminar su galaxia

La luz producida por la acreción de un agujero negro puede reflejarse en el polvo, hasta iluminar la galaxia anfitriona creando rayos de luz y oscuridad similares a un crepúsculo en la Tierra.

Cuando un agujero negro supermasivo se acreta o se "alimenta" de la materia que lo rodea, la liberación de energía resultante emite una luz intensa. Hasta ahora, los científicos creían que esta luz solo ilumina las partes de una galaxia que caen dentro de conos de ionización estrechos.

Pero la evidencia fotográfica de IC 5063, una galaxia Seyfert con un volumen de radio alto con un núcleo galáctico activo (AGN), indica que la luz o los rayos, que los científicos comparan con los rayos crepusculares emitidos por las nubes que oscurecen el sol cerca de la puesta del sol, pueden ser lo suficientemente brillantes como para reflejarse en el polvo cercano, iluminando la mayor parte de la galaxia, provocando sombras del anillo del agujero negro, o rayos oscuros, en el medio. La investigación se publica en The Astrophysical Journal Letters.

"Creemos que hemos encontrado evidencia de que probablemente haya polvo en toda la galaxia que dispersa la luz del agujero negro en crecimiento en el núcleo activo de la galaxia, y que la luz puede iluminar casi toda la galaxia", dijo en un comunicado Peter Maksym, astrónomo de la Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian y autor principal del estudio. "Sabemos que esta galaxia se fusionó recientemente con otra galaxia y eso podría levantar polvo por todas partes. También es posible que los chorros de agujeros negros estén levantando polvo cerca del núcleo".

Usando imágenes del Telescopio Espacial Hubble, el equipo se centró en IC 5063 y su toro, un anillo invisible de gas frío y polvoriento que rodea el agujero negro, que podría ser la fuente de la luz y sus rayos.

"El descubrimiento muestra que el toro, o anillo, podría ser muy delgado; la luz parece salir casi por todas partes. Si el toro es lo suficientemente grande, se vuelve inestable, la gravedad y la rotación que lo mantienen unidas apuntan en una dirección cerca del agujero negro y en una dirección diferente a medida que las influencias de la galaxia comienzan a cobrar importancia. Esto parece una deformación o una curva", dijo Maksym.

"Es posible que la deformación cree espacios lo suficientemente grandes como para que algo de luz atraviese, y cuando el toro gira, los rayos de luz podrían atravesar la galaxia como los rayos de un faro a través de la niebla. Científicamente, nos está mostrando algo que es difícil y, por lo general, imposible de ver directamente. Esto podría tener implicaciones para cualquiera que intente comprender el comportamiento de los agujeros negros supermasivos y sus entornos ".

A diferencia de la mayoría de las investigaciones científicas, el equipo que observó los extraños rayos de IC 5063 se reunió de una manera peculiar: a través del crowdsourcing en las redes sociales. En diciembre de 2019, la experta en procesamiento de imágenes espaciales y científica ciudadana Judy Schmidt notó conos extraños mientras procesaba una imagen de IC 5063, al principio preguntándose si eran reales, y si lo eran, si eran sombras del tamaño de una galaxia, corrientes de estrellas o algo más.

"Noté los rayos oscuros casi inmediatamente después de abrir el archivo en Photoshop y comencé a trabajar para mejorarlos para asegurarme de que lo que creía ver estaba allí. No podía verlos en las miniaturas del archivo o en la vista previa de la extensión imagen en FITS Liberator", dijo Schmidt, y agregó que cuando vio por primera vez lo que parecían ser sombras, pensó:" Eso no es posible, ¿verdad? " En sus primeros tweets sobre el fenómeno, Schmidt preguntó a sus seguidores: "¿Son reales estos conos que me esfuerzo por ver?" y "¿Qué son? Esta es una galaxia activa con un agujero negro supermasivo en el medio. ¿Está proyectando sombras del tamaño de una galaxia? ¿O son solo corrientes de estrellas?"

No pasó mucho tiempo para que Maksym y otros científicos se dieran cuenta del tweet y comenzaran a hacer conjeturas, lo que finalmente llevó a la formación del equipo de investigación y al descubrimiento.

El descubrimiento es todavía nuevo y los científicos no tienen todas las respuestas sobre el polvo y su existencia, o qué es lo que realmente está causando los rayos oscuros; en cambio, ha abierto una línea de estudio completamente nueva y preguntas para que los científicos reflexionen.

"No sabemos al 100 por ciento qué está pasando; todo este descubrimiento fue inesperado", dijo Maksym. "A continuación, otros científicos probarán nuestras conclusiones con nuevas observaciones y modelos, y comenzaremos a explorar otras formas de ver IC 5063, en otras bandas de ondas y con otros instrumentos".