Para la mayoría de las personas, la perspectiva de medir la masa exacta de los objetos espaciales gigantes que viajan en el universo parece irreal. Pero, después de instalar en el norte de Chile la última antena del radiotelescopio ALMA, que funciona con longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, esta tarea se ha vuelto bastante factible. El campo de antenas del gigante ALMA ocupa 16 kilómetros del desierto de Atacama y une 66 antenas. Todos trabajan juntos, como un enorme telescopio de alta precisión. Sin embargo, determinar la masa exacta de los agujeros negros supergigantes ubicados a distancias de millones de años luz de la superficie de la Tierra no es nada simple.
¿Dónde se esconden los agujeros negros?
Los astrónomos han revelado hace mucho tiempo que tales cuerpos cósmicos, que poseen una masa gigantesca, están ocultos dentro de los núcleos de la mayoría de las galaxias. Estos objetos se formaron como resultado de la evolución de sus galaxias anfitrionas, a lo largo de miles de millones de años. Y su estudio es una tarea prioritaria de la astrofísica moderna. Los agujeros negros hacen una gran contribución a la formación de nuevas estrellas. Ellos, como todos los objetos vivos del Universo, crecen y evolucionan gradualmente, teniendo un impacto significativo en el medio interestelar. Hay varias maneras de determinar la masa de estos whopper. Para seleccionar cada uno de ellos, se evalúan ciertos criterios: la distancia del objeto, el tipo de galaxia y otros.
Monstruo en la Vía Láctea
Nuestra Vía Láctea también tiene un agujero negro supermasivo en su núcleo. Fue vista en la constelación de Sagitario, como una poderosa fuente de ondas de radio. Los astrónomos, utilizando telescopios infrarrojos increíblemente precisos, pudieron rastrear las trayectorias de otras estrellas alrededor de este punto, irradiando las ondas de radio más poderosas. Como resultado de dichos estudios, se determinó la masa de este agujero negro, que es 4 millones de veces la masa de nuestra estrella, el Sol.
¿Es posible medir los agujeros negros en la estructura de los núcleos de galaxias distantes?
Medir la masa del monstruo cósmico más cercano a la Tierra no es tan difícil para los astrofísicos modernos. Después de todo, está ubicado muy cerca de nuestros observatorios terrenales: "sólo" 25 mil años luz. ¿Qué tal determinar el tamaño y la masa de los agujeros negros escondidos en los núcleos de otras galaxias? Están tan lejos de la Tierra que la medición de la velocidad de rotación de las estrellas en sus núcleos es imposible incluso con el uso de telescopios infrarrojos. Los científicos prueban este método: encuentran objetos radiosolares de mega perseguidores (generadores cuánticos que emiten ondas electromagnéticas en el rango de centímetros) y los observan moverse alrededor del centro: el agujero negro. Los megamaseros desempeñan el papel de faro, pero desafortunadamente para los astrónomos, no están en todas las galaxias.
También se practica otro método: el estudio del movimiento de gases ionizados dentro de los núcleos galácticos. Existe un algoritmo para calcular la masa de los agujeros negros en función de la velocidad de movimiento de tales nubes de gas. Este método solo se puede utilizar para medir objetos en galaxias elípticas y es completamente inadecuado para determinar la masa de agujeros negros supermasivos que se esconden en los núcleos de galaxias en forma de espiral. La posibilidad de tales medidas solo tiene el telescopio super-gigante ALMA.
¿Qué aprendió el telescopio ALMA?
La galaxia espiral NGC 1097, que se encuentra a casi 45 millones de años luz de distancia y está ubicada en la constelación del hemisferio sur Pec, recientemente se interesó en un grupo de científicos liderados por Kyoko Onishi. Estudiaron la configuración y la velocidad de movimiento alrededor del núcleo de las moléculas de dos sustancias: cianuro de hidrógeno (HCN), formilio (HCO +). Luego, utilizando modelos de computadora desarrollados con el telescopio ALMA, pudieron determinar que dichos indicadores son característicos de los agujeros negros que pesan 140 millones de masas solares. Resulta que el agujero negro de la galaxia NGK 1097 es supermasivo. Es 35 veces más grande que el nuestro, ubicado en la Vía Láctea.
Este estudio fue el primero que se llevó a cabo utilizando ALMA en una galaxia en forma de espiral con un puente. Ahora la astrofísica, utilizando este modelo, podrá medir otros objetos espaciales masivos. Estos estudios ayudarán a la humanidad a comprender cómo se afectan entre sí y a otros cuerpos cósmicos.
