Científica UdeC obtiene fondo para estudiar agujeros negros

A través de simulaciones se avanzará en conocimientos teóricos que serán clave para avanzar en mejoras de telescopios actuales como el EHT o futuros, y así también las mejoras en la comprensión del Universo y las teorías físicas que rigen.

Las fuentes más luminosas que se pueden ver en el cielo, tan brillantes que la física estelar estándar no lo puede explicar, es cómo define a los “núcleos activos de galaxias” la doctora Bidisha Bandyopadhyay, investigadora del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción (UdeC) que busca generar nuevos conocimientos de frontera sobre estos.

Y es que la astrónoma, también integrante del Núcleo Milenio Titans y del Centro de Astrofísica y Tecnología Afines (CATA), se adjudicó un financiamiento que le permitirá desplegar una pionera investigación sobre los núcleos activos de galaxias, conocidos de AGN por siglas en inglés.

Es un fondo CAS-ANID, administrado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) junto a la Academia China de Ciencias (CAS), que otorgó un máximo de dos años de recursos para desarrollar su proyecto.

“Nuestro objetivo principal es reconstruir modelos de acreción en zonas cercanas a los AGN que puedan ser estudiados con el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT) y el ng-EHT. De esta forma, haremos predicciones sobre la capacidad de observación de diversos elementos procedentes de los flujos de acreción, chorros y discos de viento procedentes de estas fuentes”, explica.

AGN y agujeros negros

Para comprender la trascendencia del trabajo, hay que ahondar en los AGN.

Además de ser muy brillantes, la doctora Bandyopadhyay cuenta que están al centro de las galaxias, se pueden observar a lo largo de todo el espectro electromagnético y en su zona central tienen un agujero negro supermasivo.

La teoría plantea que la alta luminosidad y funcionamiento de los AGN “se produce debido a la acumulación de materia alrededor de agujeros negros supermasivos”, afirma. “A menudo esta acumulación de materia puede conducir a que ésta salga en forma de poderosos ‘jets’ que son detectados a través de diferentes frecuencias del espectro electromagnético”, añade.

La línea de investigación de la astrónoma se ha centrado en ahondar cómo propiedades como masa de agujeros negros, tasa de acreción o temperatura del material acumulado afectan las emisiones alrededor de los agujeros negros supermasivos de los AGN. También ha buscado determinar si las emisiones pueden detectarse con los radiotelescopios actuales o futuros.

Nuevos conocimientos

Para su investigación y obtención de nuevos conocimientos de alto impacto hay una base en el EHT. Es un telescopio virtual del tamaño de la Tierra que se compone por instrumentos instalados en distintos puntos del planeta, incluyendo el norte chileno, y permitió obtener la primera imagen de un agujero negro supermasivo, específicamente el del centro de la galaxia Messier 87 (M87).

El hito tuvo lugar en 2019 con un magno proyecto internacional del que participaron astrónomos UdeC, única institución académica chilena participante, y ha seguido revelando misterios e impactantes vistas al mundo de ese objeto y del que está al centro de la Vía Láctea, el Sagitario A* (SgrA*).

Así que el EHT ha permitido observar las regiones brillantes centrales de estos dos agujeros negros supermasivos, confirmando de forma empírica la existencia de estos colosos espaciales que eran predichos por teorías físicas. Pero, todavía existen muchas interrogantes sobre diversos aspectos como su naturaleza o materia que les rodea.

“Algunas de estas incógnitas son si los AGN de baja luminosidad muestran propiedades similares, si el anillo de fotones se origina debido a la emisión de flujo de acreción, discos de viento o chorro, o si la teoría de la relatividad general deja de regir cerca del agujero negro”, menciona la doctora Bandyopadhyay.

Ahí radica la importancia de estudios como los que está desarrollando, cuyos resultados pueden contribuir potentemente a la investigación teórica para complementar mejoras instrumentales del EHT, mediante el estudio de modelos de otros AGN y la predicción en torno a la capacidad de que sus regiones luminosas centrales sean detectadas por las técnicas actuales del EHT o futuros radiotelescopios con mejores características.

“Una investigación de este tipo nos llevará a comparar estos diferentes sistemas y dar una idea de las condiciones físicas en general alrededor de los AGN, explicando los factores detrás de estas fuentes. Estudiar las emisiones alrededor de más agujeros negros también nos llevará a saber si los principios de la relatividad general aplican para todos estos objetos”, concluye.