Un grupo de investigadores liderado por Paula Sánchez-Sáez, estudiante de doctorado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, logró determinar que la tasa de variabilidad en la luz emitida por el material que es tragado por los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias activas está determinada por la tasa de acreción, es decir, cuánta materia están "comiendo".

"La luz emitida por el material que cae (su brillo) cambia mucho con el tiempo, sin un patrón estable, por eso decimos que muestran variabilidad. Sabemos que varía pero todavía no sabemos con claridad por qué. Si uno observa otros objetos, como estrellas o galaxias sin núcleos activos, su brillo es constante en el tiempo, pero si miramos las galaxias con núcleos activos, su brillo aumenta y disminuye, y es completamente impredecible. Estudiamos cómo la amplitud de esta variación en la luz emitida (o en palabras simples, la amplitud de la variabilidad) está relacionada, con la luminosidad media emitida por el AGN, la masa del agujero negro supermasivo, y la tasa de acreción de AGN (que corresponde a la cantidad de material que consume el agujero negro en un año). Los resultados de nuestro análisis muestran que, contrario a lo que se creía, la única propiedad física importante para explicar la amplitud de la variabilidad es la tasa de acreción de AGN, "explica el joven investigador.

El estudio determinó que solo hay una propiedad física que podría predecir la variabilidad de estos objetos:la tasa de acreción. "Esto no es más que la cantidad de material que cae en este agujero negro supermasivo. Entonces, si está a dieta, o si está tragando mucho o si ya no cabe en su boca ... eso determinará si varían mucho o poco. Y lo que detectamos es que cuanto menos tragan, cuanto más varían, "explica Paulina Lira, académico del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, e investigador del CATA Center for Excellence in Astrophysics.

Para Paula Sánchez-Sáez, primer autor del estudio, la importancia de este descubrimiento es tratar de dilucidar cuál es el mecanismo físico detrás de esta variabilidad, una de las características más inherentes a los núcleos galácticos activos. “Los resultados obtenidos en este estudio desafían el viejo paradigma de que la amplitud de la variabilidad de AGN dependía principalmente de la luminosidad de AGN. Esto se creía porque medir la masa de los agujeros negros no siempre es posible, por lo que la medición de las tasas de acreción solo se puede realizar con precisión para algunos objetos, pero con los datos del SDSS fue posible medir estas propiedades físicas para una muestra del orden de 2, 000 objetos, que también fueron observados por la Encuesta de Variabilidad QUEST-La Silla AGN. Además, de nuestra encuesta de variabilidad, pudimos obtener curvas de luz de muy buena calidad para una gran muestra de objetos, para que pudiéramos estudiar la variabilidad de cada objeto de forma independiente, lo que no era posible antes para una gran muestra de AGN. Combinando el hecho de que teníamos mediciones precisas de las propiedades físicas de AGN, además de una buena caracterización de la variabilidad de los AGN individuales, pudimos determinar que el factor principal que determina la amplitud de la variabilidad es la tasa de acreción, o en palabras más técnicas, la proporción de Eddington, " ella dice.

Los datos utilizados en este trabajo provienen de dos fuentes. Para el análisis de variabilidad utilizaron datos de la Encuesta de Variabilidad QUEST-La Silla AGN (liderada por Paulina Lira), que se llevó a cabo entre 2010 y 2015, observando 5 campos extragalácticos. Para el estudio de las propiedades físicas del AGN, utilizaron datos espectrales públicos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

En el futuro, los investigadores buscarán estudiar la escala de tiempo de variabilidad de estos núcleos galácticos activos. "Otra propiedad muy importante es la escala de tiempo de variabilidad de estos objetos. Para medir esta propiedad con precisión necesitamos tener curvas de luz con una cobertura de más de 10 años. Por lo que debemos esperar hasta estudios futuros, como el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), proporcionar más datos fotométricos, para que podamos combinar estos datos con nuestros datos de la encuesta de variabilidad QUEST-La Silla AGN para extender nuestras curvas de luz a un orden de 20 años, "dice Paula.