Estas imágenes, tomadas con el telescopio de 2.1 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona, muestran formas de galaxias que están entrelazadas físicamente o distorsionadas por la gravedad de los vecinos cercanos. Estos AGN se conocían antes del levantamiento de Swift, pero Swift ha encontrado docenas de nuevos en galaxias más distantes.
Crédito: NASA / Swift / NOAO / Michael Koss y Richard Mushotzky (Univ. De Maryland)
Los agujeros negros supermasivos parecen iluminarse con rayos X duros cuando las galaxias originales deciden fusionarse, según una encuesta del satélite Swift de la NASA. Los nuevos hallazgos resuelven un misterio que ha mantenido a los astrónomos en la oscuridad durante décadas.
Solo el 1 por ciento de los agujeros negros supermasivos actualmente exhiben tal comportamiento exhibicionista emitiendo hasta 10 mil millones de veces la energía del sol, como los llamados núcleos galácticos activos (AGN). Los agujeros negros supermasivos en sí tienen entre un millón y un billón de veces la masa del sol, mientras que el agujero negro de la galaxia de la Vía Láctea es de aproximadamente 3 o 4 millones de masas solares.Los investigadores se habían rascado la cabeza sobre por qué se producían esas pantallas de alta energía, hasta ahora. Los hallazgos anunciados hoy confirman teorías pasadas que sugieren que la violencia de las fusiones galácticas puede alimentar el crecimiento de los agujeros negros centrales.
"Encontramos que cerca del 25 por ciento de los agujeros negros encontrados por Swift están en proceso de fusión", dijo el miembro del equipo Michael Koss de la Universidad de Maryland en College Park, durante una teleconferencia de la NASA.
Alrededor del 60 por ciento de tales galaxias activas se fusionarán completamente dentro de los próximos mil millones de años para crear agujeros negros gigantes.
Acción de rayos X duros
Swift usó su Telescopio de alerta de explosión (BAT) para detectar cualquier signo revelador de rayos X duros, que se clasifican entre los rayos gamma y los rayos X en el espectro electromagnético de la luz.
Tales rayos X duros pueden pasar a través del gas interestelar o polvo que de otra manera bloquea la luz ultravioleta, óptica y de rayos X de luz suave. La radiación infrarroja también puede atravesar el material, pero puede representar emisiones de los viveros de estrellas de una galaxia en lugar de los agujeros negros centrales.
La encuesta de rayos X permitió a los astrónomos confiar en que habían detectado la mayoría de AGN dentro del alcance de la encuesta de Swift a unos 650 millones de años luz de distancia. (Un año luz es la distancia que la luz puede viajar en un año, alrededor de 6 billones de millas (10 billones de kilómetros)).
Luego, Koss y sus colegas continuaron pasando 20 noches mirando el AGN con un telescopio de 2 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson, Arizona.
"Muchas de estas galaxias están muy cerca de nosotros, así que vemos la grave distorsión de las formas de la galaxia", explicó Koss. "Además, vemos que las galaxias están muy cerca unas de otras y por lo tanto se fusionarán e interactuarán muy fuertemente".
Alimentando fusiones
Las fusiones galácticas representan una forma en que los agujeros negros supermasivos pueden alimentarse a medida que crecen, según Joel Bregman, un astrofísico de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, que no participó en el estudio. Los astrónomos ya sabían que los agujeros negros podrían crecer combinándose con otros agujeros negros o absorbiendo material gaseoso cercano.
"Lo que hace este trabajo es que nos muestra los [agujeros negros] que se alimentan del gas canalizado hacia el centro [de las galaxias] en una etapa bastante temprana", dijo Bregman. En otras palabras, los agujeros negros supermasivos pueden ponerse en marcha rápidamente antes de que sus galaxias anfitrionas incluso comiencen a fusionarse.
Los hallazgos pasados también muestran que tanto la fusión de galaxias como AGN son mucho más comunes en el universo anterior, que tenía muchas galaxias más pequeñas que ahora. Eso apoya indirectamente la idea de las fusiones galácticas que desencadenan el crecimiento de los agujeros negros.
Pero a diferencia de las galaxias fusionadas que arrojan rayos X duros, nuestra galaxia Vía Láctea tiene un agujero negro bastante silencioso en el centro. El agujero negro probablemente atraviesa periodos de arrebatos y tranquilidad relativa, señaló Bregman.
Alrededor del 10 por ciento de las galaxias de tamaño similar son mucho más activas que la Vía Láctea, dijo Meg Urry, una astrofísica de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, que no era miembro del equipo de Swift.
"Es un poco afortunado que estemos en el 90 por ciento que no son muy activos, por lo que no se producen muchos rayos X duros que se acercan y perturban la atmósfera [de la Tierra]", dijo Urry.
Echar un vistazo al pasado
Los ojos de Swift podrían obtener un impulso complementario de la próxima misión NuStar de la NASA , cuyo lanzamiento está programado para 2012. NuStar usaría dos conjuntos de matrices espejo que enfocan rayos X duros para estudiar galaxias aún más distantes de hace 7 u 8 mil millones de años.
"Encontrará un crecimiento del agujero negro más distante y AGN, por lo que la pregunta es si se activan de la misma manera que la muestra [Swift]", dijo Urry en respuesta a una pregunta de SPACE.com . "Creemos que lo son, pero le gustaría observarlos y ver si ese es el caso".
Por ahora, el satélite Swift continúa su misión principal de vigilar las explosiones de rayos gamma, que representan la forma de energía más poderosa del universo desde el Big Bang.
"Recién detectamos nuestra ráfaga 508a de rayos gamma hace aproximadamente 30 minutos", dijo Neil Gehrels, investigador principal de Swift en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, durante la teleconferencia de la NASA. La NASA celebró el descubrimiento número 500 de Swift de estallidos de rayos gamma en abril.
El estudio de Swift aparecerá en la edición del 20 de junio de The Astrophysical Journal Letters .
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