Rastreando ecos de luz
Los agujeros negros supermasivos son enormes concentraciones de materia con miles de millones de veces la masa del Sol. Una pequeña proporción de estos agujeros negros se alimenta de la materia encontrada en su proximidad a velocidades extraordinarias, un proceso que genera un disco de materia que gira en espiral alrededor del agujero negro. La materia acretada, al calentarse por fricción interna hasta alcanzar millones de grados, emite una radiación intensa en las longitudes de onda ultravioleta, de rayos X y visible, lo que permite ver estos objetos en la mayor parte del Universo observable. Los astrónomos que trabajan en el proyecto «Advancements in black hole physics with echo mapping experiments» (REVERB_MASS) han dedicado grandes esfuerzos a la detección de cambios en la radiación de las partes más internas de los discos de acreción y la materia circundante. Buscaron y terminaron por encontrar «reverberación», esto es, luz emitida por el disco de acreción que la materia circundante absorbe y reemite a continuación. Las dos señales se detectan de manera independiente y están separadas por un lapso de tiempo que permite identificar la distancia que existe entre el disco de acreción y la materia que lo rodea. Los astrónomos observan así cómo se amplía la línea de emisión con eco, o reverberación, del hidrógeno o de los átomos de carbono ionizados para medir la velocidad de la materia circundante. Mediante datos servidos por el Telescopio Espacial Hubble y las instalaciones terrestres Exploración Digital del Espacio Sloan (SDSS) y el Gran Telescopio Binocular (LBT), los científicos al cargo de REVERB_MASS emplearon métodos nuevos para combinar las velocidades y las distancias de la materia que rodea a los agujeros negros y así calcular la masa de estos con una precisión inédita. En REVERB_MASS también se realizaron estudios basados en observaciones fotométricas para medir este lapso de tiempo, en lugar de emplear métodos espectroscópicos tradicionales que dividen la luz en función de su longitud de onda (del mismo modo en el que un prisma recibe luz blanca y la separa en los colores del espectro pero con una precisión mucho mayor). Los progresos en este campo permiten aplicar estos métodos a grandes cantidades de agujeros negros acretantes muy lejanos cuya luz se podrá observar mediante el nuevo Gran Telescopio para o Sondeos Sinópticos (LSST). Se han propuesto así nuevos programas para registrar la reverberación y aplicar estos métodos a varias especies atómicas de materia en las inmediaciones de agujeros negros muy lejanos, propuestas que se han llevado a cabo con el espectrómetro del VLT (Chile). Estos estudios llevarán la ciencia de los agujeros negros supermasivos en proceso de acreción a una nueva era fundamental de la cartografía. Los resultados del proyecto REVERB_MASS se describen en cuatro artículos publicados en revistas internacionales arbitradas.
Palabras clave
Ecos de luz, sonido, disco de acreción, fricción, ultravioleta, longitudes de onda de rayos X, física de agujeros negros, cartografía de ecos, corona, reverberación, telescopio espacial, desfase temporal, líneas de emisión, núcleos galácticos activos