Hallan una conexión entre agujeros negros supermasivos y la forma de las galaxias que los albergan, de tamaño mil veces superior

Esta investigación, publicada recientemente en la prestigiosa revista Nature Astronomy, ha encontrado una relación entre la dirección de los chorros de partículas emergentes de los agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias elípticas y la del eje menor de dichas galaxias. Esto sugiere que los efectos del agujero negro no solo afectan al entorno próximo al núcleo activo de la galaxia como se creía hasta ahora sino también a toda la galaxia. Lo más sorprendente de este trabajo es el descubrimiento del vínculo existente entre dos cuerpos astrofísicos de tamaño tan dispar: galaxias con tamaños mil veces superiores a su núcleo activo. 

El resultado ha sido obtenido por una colaboración internacional, en la que participa el Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA) de la Universidad de Zaragoza, a través del profesor Jacobo Asorey Barreiro. La investigación ha sido realizada junto con el investigador predoctoral David Fernández Gil (Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón, CEFCA), Jeffrey Hodgson y Benjamin L’Huillier de la Universidad de Sejong (Corea del Sur), Christopher Saulder del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (Alemania), Kyle Finner de CALTECH (Estados Unidos), Myungkook J. Jee de la Universidad de Yonsei (Corea del Sur),  David Parkinson del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de la República de Corea (KASI y Françoise Combes del Observatorio de París (Francia).

El investigador del Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA) de la Universidad de Zaragoza, Jacobo Asorey Barreiro, subraya que este descubrimiento, para el que han analizado casos en 6.000 galaxias elípticas, apunta a que dicho tipo de galaxias podrían ser el resultado final de la colisión de galaxias espirales, del tipo de la Vía Láctea, explicando parte de la historia de la evolución de las galaxias en el Universo.

El artículo ha sido resaltado en un extenso comentario en la sección News and Views de la misma revista Nature Astronomy, destacando la importancia del descubrimiento. En cualquier caso, los resultados indican que “nuestro conocimiento de cómo se forman y evolucionan las galaxias y el papel que en ello juegan los agujeros negros necesita ser actualizado” concluye Jacobo Asorey.

Jacobo Asorey Barreiro es investigador del CAPA desde 2021 y profesor permanente laboral de la Universidad de Zaragoza desde 2024, dentro del Área de Astronomía y Astrofísica del Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias. Es Licenciado en Física por la Universidad de Zaragoza y Doctor en Física por la Universitat Autònoma de Barcelona.

Durante su etapa postdoctoral ha sido investigador en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EEUU), Universidad de Queensland (Australia), Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de la República de Corea (Corea del Sur), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y la Universidad Complutense de Madrid. Su investigación se centra en la astrofísica y la cosmología observacional utilizando cartografiados del firmamento tanto con telescopios ópticos como antenas de radio, estudiando la distribución de galaxias en el cielo para entender las distintas fases de la historia del Universo y sus componentes.

Aunque la existencia de agujeros negros se conoce desde principios del siglo XX, durante muchos años se pensaba que era una curiosidad matemática de las ecuaciones de la teoría de la Gravitación de Einstein. Sin embargo, en 1964 se descubrió la existencia de uno en la constelación del Cisne. Desde entonces no han parado de encontrarse nuevos agujeros negros, la mayoría de ellos situados en el centro de galaxias con masas millones de veces mayores que la masa del Sol. Incluso recientemente se ha “fotografiado” el agujero negro de nuestra galaxia conocido como Sagitario A* que posee una masa cuatro millones de veces mayor que la de nuestro sol. En algunas de estas galaxias, el sistema del agujero negro central se activa formando un núcleo activo y emitiendo chorros o jets de partículas aceleradas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz

La técnica utilizada con Sagitario A* y principal herramienta para estudiar la estructura cercana al agujero negro supermasivo es el uso de la técnica de interferometría de muy larga línea de base (VLBI en inglés) en la que utilizando antenas de radio en distintos puntos del globo se pueden obtener imágenes de gran resolución para escalas angulares muy pequeñas en el cielo. Utilizando esta técnica se ha fotografiado la estructura interna de los jets del núcleo activo. Comparando la dirección de los jets con la forma de galaxias medidas por el Dark Energy Spectroscopic Survey Legacy Survey (DESI-LS) esta investigación ha encontrado una conexión entre el eje menor de la elipse que forman las galaxias elípticas y la dirección de los jets.

El CAPA participa en el desarrollo de diferentes líneas de investigación, dentro del desarrollo del radiotelescopio SKA Observatory (SKAO), del que España forma parte por tratado internacional y de observatorios precursores como el Evolutionary Map of the Universe. En particular, Jacobo Asorey Barreiro está involucrado en el grupo de cosmología de SKAO y en el empleo de la técnica de VLBI para determinar el ritmo de expansión del Universo.

Enlace al artículo: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02407-4

 

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