Confirman la existencia de toroides giratorios de gas alrededor de los agujeros negros

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Representación artística del toroide de polvo y gas que rodea el agujero negro supermasivo. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Décadas atrás ya se había predicho su existencia, pero ha sido el observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), en Chile, el que acaba de obtener imágenes de un toroide de gas y polvo que gira alrededor de un agujero negro supermasivo

Se trata de un importante avance para entender la coevolución de los agujeros negros supermasivos y sus galaxias huéspedes. Casi todas las galaxias esconden enormes agujeros negros en su centro. Hacía tiempo que los investigadores sabían que cuanto más masiva fuera una galaxia, más masivo sería su agujero negro. Suena lógico a primera vista, pero, considerando que las galaxias huéspedes son hasta 10.000 millones de veces más grandes que sus agujeros negros, es muy difícil que dos objetos de tamaños tan diferentes afecten directamente el uno al otro. De ahí la siguiente pregunta: ¿cómo puede desarrollarse semejante relación?

Con el fin de aclarar el misterio, un equipo de astrónomos aprovechó la alta resolución de ALMA para observar el centro de la galaxia espiral M77. Se trata de un núcleo galáctico activo, o AGN en su sigla en inglés, donde el agujero negro supermasivo recibe un rápido flujo de materia que emite una intensa luz. Como son capaces de afectar su entorno, estos núcleos galácticos activos son una pieza clave para dilucidar el misterio de la coevolución de las galaxias y los agujeros negros.

Los astrónomos produjeron una imagen del área que rodea el agujero negro supermasivo de M77 y revelaron una compacta estructura de gas con un radio de 20 años luz. De esa forma, descubrieron que la estructura de gas gira alrededor del agujero negro, tal como habían previsto.

Muchos astrónomos habían observado el centro de M77 antes, pero nunca se había visto con tanta claridad el movimiento giratorio del toroide de gas alrededor del agujero negro. Además tener una capacidad de resolución superior, ALMA permite aislar las líneas de emisión molecular, lo cual fue fundamental para revelar la estructura.

El equipo observó emisiones de microondas características de las moléculas de ácido cianhídrico (HCN) y del ión formilo (HCO+). Estas moléculas emiten microondas solo en presencia de gas denso, mientras que el monóxido de carbono (CO) se observa con mayor frecuencia y emite microondas en distintas condiciones. Se creía que el toroide alrededor del núcleo galáctico activo era muy denso, y la estrategia de los astrónomos permitió dar en el clavo.

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