Como regla general, si hay un fenómeno desconcertante que ocurre en algún lugar profundo del espacio exterior, un agujero negro es a menudo el culpable.

Esto es según el investigador postdoctoral Vaidehi Paliya en el departamento de física y astronomía, cuya publicación de enero de 2018 en Las cartas del diario astrofísico detalla el descubrimiento de siete galaxias que potencialmente podrían alterar lo que los astrofísicos creían saber sobre cómo el tamaño de una galaxia, y el agujero negro en su centro, pueden afectar su comportamiento.

Se ha creído ampliamente que solo las galaxias masivas contienen suficiente energía para convertirse en blazares, que son estupendos chorros de radiación lo suficientemente poderosos como para extenderse miles de años luz. Pero la última investigación de Paliya podría indicar que las galaxias más pequeñas también pueden hacer esto, si las condiciones son las adecuadas.

Hay tres tipos principales de galaxias:elípticas de forma ovalada, espirales e irregulares en forma de disco que no encajan con ninguna de las clases anteriores.

"Las galaxias elípticas son las más antiguas, las galaxias más masivas del universo, "Dijo Paliya." La gente propone que las galaxias elípticas se forman cuando dos galaxias más pequeñas chocan, fusionándose en una gran elíptica. Típicamente, se ha descubierto que las elípticas albergan un agujero negro que tiene más de mil millones de veces la masa de nuestro sol ".

A través de su inherente, fuerza gravitacional ineludible, los agujeros negros en el centro de las galaxias se agrandarán atrayendo y "comiendo" la materia circundante a través de un proceso llamado acreción.

"Es como cuando viertes agua en el fregadero de la cocina, ves que forma una espiral, luego se va por el desagüe. En una forma similar, la materia forma un disco de acreción alrededor del agujero negro, "Dijo Paliya." El agujero negro crece rápidamente y se convierte en un monstruo ".

Pero cuando el disco de acreción que rodea al agujero negro comienza a emitir ráfagas extremas de energía, en la radio, bandas infrarrojas o de rayos X:se dice que la galaxia está "activa, "Abriendo la puerta a otro clasificador de galaxias más allá de la forma.

"Los blazares son un tipo de galaxia activa, "dijo Marco Ajello, profesor de física y astronomía y consejero de Paliya. "Estas son galaxias que albergan un agujero negro supermasivo, y este agujero negro, de alguna manera, es capaz de acelerar las partículas hasta acercarse a la velocidad de la luz y mantenerlas colimadas en haces estrechos, llamados chorros, que se convierten en fuentes de luz muy brillantes cuando apuntan hacia nosotros ".

Estos chorros son algunas de las fuentes más extremas de radiación de rayos gamma en el espacio exterior.

"Estos blazares tienen chorros que son como fuentes. Si quisieras una fuente enorme, necesitaría tener un motor muy potente en la base. Los blazares necesitan tener agujeros negros muy masivos en sus centros para poder lanzar chorros, "Dijo Paliya." Generalmente, no esperamos estos potentes chorros de fuentes pequeñas, como nuestra galaxia ".

La Vía Láctea es una galaxia espiral con brazos en forma de molinete formados por gas y polvo que contienen un centro brillante de estrellas más viejas. Típicamente, Las galaxias espirales son menos masivas y mucho menos activas que sus contrapartes elípticas.

Cuando el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, lanzado en 2008 por la NASA, Detectado emisión de rayos gamma de cuatro galaxias espirales en su primer año de órbita, los físicos estaban perplejos.

"Fue inesperado, solo hemos visto ese tipo de emisión de rayos gamma de blazares, "dijo Dieter Hartmann, profesor de física y astronomía y coautor del estudio. "Cuando se descubrieron estas cuatro fuentes, la gente especuló que podrían ser blazares. Pero como había tan pocas fuentes, nadie estaba seguro de eso. Entonces la pregunta se convirtió en:¿son realmente un nuevo tipo de fuente, ¿O son solo excepciones al estándar? "

La pregunta quedó en el aire hasta que los colaboradores de Paliya en India lanzaron un catálogo de galaxias espirales activas en 2017. Conocidas como galaxias Seyfert, estos son otro tipo de galaxia activa con agujeros negros de masa relativamente baja que residen en sus centros. Sin embargo, en lugar de emitir ráfagas violentas de radiación de rayos gamma, como blazares, Las galaxias Seyfert son conocidas por sus fuertes emisiones ultravioleta.

El catálogo brindó la primera oportunidad para que los astrofísicos abordaran la cuestión del descubrimiento del telescopio Fermi en 2008. ¿Es posible que una galaxia espiral emita radiación de rayos gamma en chorro?

"Tomé este catálogo de 11, 101 galaxias Seyfert, y los estudié en la banda de rayos gamma usando los datos del Telescopio de Área Grande a bordo del satélite Fermi, "Dijo Paliya." De eso, Encontré cuatro nuevas fuentes de rayos gamma y tres que antes se conocían como blazares, pero creemos que en realidad son galaxias Seyfert ".

Este avance es una indicación de que incluso las fuentes más pequeñas son capaces de lanzar potentes chorros de rayos gamma, un cambio de paradigma potencial en el campo de la astrofísica.

"Si el jet es similar al de los blazares, pero su agujero negro es pequeño, puedes imaginarlo como un coche. Digamos que un automóvil más pequeño va a la misma velocidad que otro automóvil que tiene un motor mucho más grande. El motor del automóvil más pequeño tendría que ser mucho más eficiente, Ajello dijo. podría ser que el agujero negro esté funcionando de manera más eficiente en áreas más pequeñas, sistemas espirales que en objetos más grandes como blazares ".

Para comprender la naturaleza elíptica / espiral de las galaxias anfitrionas de estas siete fuentes detectadas por rayos gamma, Ajello y Paliya pretenden obtener imágenes profundas con la resolución más alta, un desafío para los telescopios ópticos terrestres debido a los efectos borrosos de la atmósfera.

"El poder de captación de luz de un telescopio es proporcional al cuadrado de su diámetro. Esto significa que con telescopios más grandes, podemos recolectar muchos más fotones. Más fotones significan más información, "Dijo Paliya.

El Gran Telescopio Canarias, o el "Gran Telescopio Canario, "es un telescopio reflector de 10,4 metros que comenzó a recopilar observaciones en 2007. Actualmente ostenta el título de" telescopio óptico de apertura única más grande del mundo, "El Gran Telescopio Canarias está programado para ser superado en la próxima década con la presentación del Telescopio de Treinta Metros (TMT). Cuando esté terminado, TMT tendrá un espejo primario de 30 metros y permitirá a los investigadores ver el espacio exterior con una claridad sin precedentes, al menos 10 veces mejor que el telescopio espacial Hubble.

Ajello y Paliya tienen la intención de utilizar el telescopio espacial Hubble, e instalaciones potencialmente próximas como TMT, para mirar más allá de los centros brillantes de las siete fuentes que descubrieron para distinguir con certeza si las galaxias son elípticas o espirales.

"Si es una elíptica, entonces es cierto que solo estamos viendo un blazar normal. Probablemente sea una elíptica más pequeña y un agujero negro más pequeño, "Ajello dijo." Pero si es una espiral, entonces los chorros pueden ocurrir en cualquier entorno que sea un agujero negro, dentro de algunas condiciones nuevas ".

"Es de gran importancia comprender mejor los entornos de los agujeros negros supermasivos que pueden lanzar chorros en los que se produce la aceleración de partículas en condiciones astrofísicas extremas, "Añadió Hartmann.

Paliya también tiene la intención de estudiar si las diferencias observadas en los rayos gamma se traducen en todo el espectro electromagnético.

"Todo esto se trata de óptica, "Dijo Paliya." ¿Cómo se comportan los blazares en, decir, frecuencias de radio? Luego, ¿Cómo se comparan estos Seyferts? Este descubrimiento ha indicado que sí, está ocurriendo algo diferente ".

Los investigadores dijeron que descubrimientos como estos son importantes para ayudarnos a comprender la evolución del universo. Estos descubrimientos podrían representar algunas de las piezas faltantes del rompecabezas de cómo las galaxias y los agujeros negros han crecido juntos a lo largo de la historia.