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    Estados similares de actividad identificados en agujeros negros de masa estelar y supermasiva

    La figura ilustra cómo la población de galaxias activas Seyfert-1 está típicamente dominada por la emisión del disco de acreción (estado 'blando'), mientras que la población de LINERs es mucho menos luminosa y está dominada por chorros (estado 'duro'), que emiten intensamente en ondas de radio. Las galaxias Seyfert-2, por otra parte, no muestran un comportamiento homogéneo y si bien una buena parte se comporta de manera similar al Seyfert-1, un gran grupo de ellos se ubica en estados intermedios. Estos últimos también se observan en agujeros negros estelares durante cortos períodos de tiempo. Crédito:Teo Muñoz Darias / Juan A. Fernández Ontiveros

    Los investigadores Juan A. Fernández-Ontiveros, del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) en Roma y Teo Muñoz-Darias, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), han escrito un artículo en el que describen los diferentes estados de actividad de una gran muestra de agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Los han clasificado utilizando el comportamiento de sus "parientes" más cercanos, los agujeros negros de masa estelar en binarias de rayos X. El artículo acaba de ser publicado en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

    Los agujeros negros varían en masa desde objetos que tienen solo unas pocas veces la masa del sol hasta aquellos con miles de millones de masas solares. Comprender sus ciclos de actividad desde una perspectiva global ha sido objeto de investigación durante décadas. Las de masa estelar se encuentran en sistemas binarios junto con una estrella compañera de la que succionan el gas que necesitan para mantener su actividad. mientras que la variedad supermasiva se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias y se alimentan del gas, polvo, y estrellas que caen en el pozo gravitacional del núcleo galáctico.

    Los agujeros negros de masa estelar evolucionan rápidamente. Sus ciclos de actividad suelen durar unos meses o años, durante el cual pasan por diferentes estados, o fases. Estos se caracterizan por cambios en las propiedades de sus discos de acreción (donde el gas caliente se acumula antes de caer al agujero negro), sus vientos, y los chorros de material que producen. Hay dos estados principales, el primero dominado por el disco de acreción, y el segundo por el jet. El estado 'blando' se nota por la emisión térmica del plasma del disco, mientras que el chorro se observa en el estado 'duro', cuando el disco se enfría, y la emisión en longitudes de onda de radio se vuelve muy intensa.

    Porque son mucho más masivos, los agujeros negros supermasivos evolucionan mucho más lentamente que sus equivalentes de masa estelar. Entonces, mostrar la presencia de estados y fenómenos transitorios en estos implicaría observarlos durante millones de años, porque los cambios durante la vida humana serían demasiado pequeños para medirlos. Además, los núcleos de las galaxias son regiones con densas poblaciones de estrellas, y la absorción de luz por hidrógeno y polvo enmascara y oculta la radiación del disco de acreción alrededor del agujero negro central.

    En este estudio Fernández-Ontiveros y Muñoz-Darias han utilizado una muestra de 167 galaxias activas para poder identificar los posibles estados de acreción de agujeros negros supermasivos con buenas estadísticas. La emisión del disco de acreción no se puede detectar directamente, pero el gas de la región central absorbe y procesa la radiación en forma de líneas espectrales. Usando las líneas de oxígeno y neón, que se observan en el infrarrojo medio, es posible probar la presencia del disco en estos objetos. "El estudio demuestra la presencia de estados de acreción en agujeros negros supermasivos, con propiedades muy similares a las que conocemos de los agujeros negros de masa estelar, donde los sistemas en el estado 'blando' albergan un disco brillante, y los que están en el estado 'duro' muestran una emisión de radio intensa mientras que el disco es muy débil ", explica Juan A. Fernández-Ontiveros, un investigador del INAF que se formó en el IAC.

    "Este trabajo abre una nueva ventana para comprender el comportamiento del material (gas) cuando cae en agujeros negros con una amplia gama de masas, y ayuda a una comprensión más precisa de los ciclos de actividad de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los centros de la mayoría de las galaxias ", agrega Teo Muñoz-Darias, investigador del IAC.

    La figura ilustra cómo la población de galaxias activas Seyfert-1 está típicamente dominada por la emisión del disco de acreción (estado 'blando'), mientras que la población de LINERs es mucho menos luminosa y está dominada por chorros (estado 'duro'), que emiten intensamente en ondas de radio. Las galaxias Seyfert-2, por otra parte, no muestran un comportamiento homogéneo y si bien una buena parte se comporta de manera similar al Seyfert-1, un gran grupo de ellos se ubica en estados intermedios. Estos últimos también se observan en agujeros negros estelares durante cortos períodos de tiempo.


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