AA: El misterio de unas galaxias muy peculiares

Variabilidad en rayos X de galaxias tipo LINER^★★
Lorena Hernández García¹ , Omaira González Martín², Isabel Márquez¹, Josefa Masegosa^1
1Instituto de Astrofísica de Andalucía, Ganada, España
²Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, España

1. ¿Podrías explicarnos brevemente de qué trata el artículo?

Las galaxias son grandes estructuras formadas por millones de estrellas como nuestro Sol y grandes cantidades de gas y polvo. La galaxia en la que se encuentra nuestro Sistema Solar se llama la Vía Láctea, pero hay millones de galaxias como la nuestra.

Hay muchos tipos de galaxias y se clasifican según diferentes criterios. Por ejemplo, si atendemos a su forma tendríamos galaxias espirales, barradas o irregulares. Si atendemos a lo que ocurre en el centro de estas galaxias, encontramos un tipo muy interesante: los núcleos activos de galaxias o AGNs (por sus siglas en inglés). Y se llaman así porque sus centros (o núcleos) emiten luz de muy altas energías. Dentro de las AGNs, podemos encontrar multitud de tipos según las diferentes propiedades físicas que presentan. Sin embargo, según lo que los astrofísicos llamamos el modelo unificado, todos esos objetos serían diferentes puntos de vista de un mismo prototipo de objeto. Esta interesante teoría supone que el culpable de esa emisión de luz tan energética es un agujero negro supermasivo rodeado por un donut de polvo y unos chorros muy energéticos llamados jets, en dirección perpendicular a ese donut (ver esquema en la Figura 1):

Las galaxias llamadas LINERs (Low Ionisation Narrow Emission Line Regions) podrían ser uno de éstos casos. Sin embargo, este modelo aún no es capaz de explicar su bajo brillo. Una de las propiedades que caracteriza a todos las AGN es la variabilidad (variación de la luz que nos llega de ellas). Y los rayos X nos permiten llegar a vislumbrar el núcleo de estas galaxias. Por tanto, un estudio que combine ambos (variabilidad en rayos X) es crucial para entender el rol de las galaxias LINERs dentro de la familia de los AGN. En el estudio que hemos llevado a cabo analizamos siete LINERs a lo largo de varios años, de modo que somos capaces de ver si son o no variables. Lo que encontramos es que los LINERs poseen propiedades similares a otros AGNs y, sin embargo, la forma en la que ambos emiten la energía parece ser diferente.

2. ¿Qué implicaciones tiene este artículo y en qué ha sido pionero? ¿A qué preguntas ha dado respuestas?

Aunque estudios anteriores ya habían revelado la existencia de variabilidad en la luz proveniente de las galaxias tipo LINERs, la naturaleza que origina esas variaciones es aún desconocida. Mediante este estudio hemos encontrado que cuatro objetos (de seis, porque no podemos usar uno de los objetos de la muestra para el análisis) muestran variaciones debidas principalmente a dos fenómenos:

1. Por una parte encontramos variaciones en la absorción. Para hacernos una idea de cómo ocurre, imaginemos que el Sol estuviese rodeado por nubes en continuo movimiento. De este modo, la luz que nos llegaría del Sol sería menor que la emitida porque las nubes taparían parte de ella. Este efecto es el que ocurre en algunos de nuestros LINERs, donde el donut de polvo que rodea al agujero negro haría la función de las nubes. Una implicación de esto sería que la estructura del donut sería tipo porosa y no homogénea, como se ha supuesto hasta hace poco. En este sentido encontramos que los LINERs parecen tener la estructura descrita por el modelo unificado.
2. Por otra parte, encontramos variaciones debidas al propio agujero negro. Una explicación para esto podría darlo un fenómeno denominado acreción, que no es más que materia que el agujero negro “engulle”. Alrededor del agujero negro se forma lo que se denomina un disco de acreción, que desplaza la materia hacia el interior de éste, lo que provoca que la luminosidad del agujero negro varíe. Sin embargo este disco de acreción parece mostrar características diferentes a los que se suponen mediante el modelo unificado.

Cabe destacar que este artículo está más bien centrado en describir el método para estudiar la variabilidad en LINERs. Dado que estamos haciendo ciencia y solamente hemos estudiado siete LINERs, no es posible afirmar que nuestros resultados sean aplicables a todos los demás LINERs. Así que habrá que esperar un poco hasta que apliquemos este método a una muestra de LINERs más grande para conocer si las respuestas que hemos encontrado realmente responden a las preguntas que nos hemos hecho.

3. ¿Qué instalaciones científicas has tenido que emplear?

Para llevar a cabo el trabajo hemos utilizado datos públicos de dos telescopios espaciales de rayos X, Chandra y XMM-Newton. Chandra es un satélite que lanzó la NASA el 23 de julio de 1999 y tiene la ventaja de que posee una resolución única en su especie. XMM-Newton, por otra parte, fue lanzado el 10 de diciembre de 1999 por la Agencia Espacial Europea (ESA), y además de rayos-X nos permite ver simultáneamente datos en  ultravioleta. Ambos telescopios siguen tomando datos hoy en día. La ventaja de los satélites de rayos-X es que al estar orbitando fuera de la Tierra, nos permiten observar fenómenos muy energéticos que ocurren en el Universo, dado que desde la atmósfera terrestre bloquea este tipo de luz.

4. ¿Qué repercusiones podrían tener los resultados de este artículo en la vida diaria actual o futura?

Al igual que otros colegas han mencionado ya, es probable que este tipo de estudios no sirva más que para saciar la curiosidad de unas pocas mentes, deseosas de encontrar respuestas a aquello que no nos es posible ver. Además, con un poco de suerte no nos encontraremos un agujero negro supermasivo cara a cara nunca jamás. Sin embargo, en el ámbito científico es importante conocer cómo este tipo de objetos encajan dentro de los modelos teóricos que se han propuesto. Es de esperar que cuando apliquemos este análisis a una muestra más grande de objetos seamos capaces de desentrañar misterios que ahora están ocultos; al menos eso espero yo.

Lorena Hernández García

^★★ Publicado en Astronomy & Astrophysics en el año 2013.

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