Hallaron un sistema binario de agujeros negros supermasivos

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El gran descubrimiento en el CASLEO aportará a la detección de ondas gravitacionales y dará mayor información para revelar incógnitas del Universo.

Por Belén Ferrer

Este martes se conoció la noticia sobre una colaboración internacional que incluye astrónomos argentinos, utilizando el Telescopio Jorge Sahade del Complejo Astronómico El Leroncito (CASLEO), de Barreal, que descubrió que un sistema binario de agujeros negros supermasivos es un fuerte candidato para una futura detección de ondas gravitacionales.

Sergio Cellone, director del CASLEO, explicó este descubrimiento tan importante: “Desde hace unos 20 años, un equipo de astrónomos y astrónomas de Argentina, a veces colaborando con extranjeros, venimos estudiando cómo varía la luz que emiten los cuasares, que son núcleos de galaxias que emiten una enorme cantidad de energía. El modelo para explicar esto es con un agujero negro ‘supermasivo’ (entre varias decenas de millones y miles de millones de veces la masa del Sol) en el centro de las galaxias; el gas (mayoritariamente hidrógeno) es atraído por el agujero negro, forma un disco a su alrededor que alcanza temperaturas muy altas (decenas de cientos de miles de grados) y por eso emite mucha energía (luz visible, infrarrojo, ultravioleta, rayos-X). Algunos cuasares generan también ‘jets’ (chorros) de materia eyectados en forma perpendicular al disco, con partículas (electrones, protones) que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Estos jets emiten también mucha energía, desde ondas de radio a luz visible, y hasta rayos gamma. Si el jet justo apunta hacia la Tierra, la luz se amplifica y lo que tenemos es un subtipo de cuasares, llamados blazares”.

El director del CASLEO indicó que el objeto que observan se llama AO0235+164, y es un blazar, uno de los objetos más variables y enigmáticos que se conocen: “Lo venimos monitoreando con el telescopio del CASLEO hace 20 años (el mayor telescopio óptico existente en la Argentina). Sumando datos de otros telescopios, juntamos datos de 40 años y pudimos confirmar que las variaciones de luz son periódicas. Cada ocho años aproximadamente hay un pico de emisión de energía, y ese pico es doble. Esto se explica así: en este caso no hay solamente un agujero negro supermasivo (SMBH, por sus siglas en inglés), sino un sistema de 2 SMBH orbitando uno alrededor del otro. Cuando el SMBH de menor masa ‘choca’ con el disco que rodea al mayor, se produce un pico de energía. Como en cada órbita cruza dos veces seguidas el disco, se producen los dos picos. Si se detecta el doble pico de emisión predicho, se podrá confirmar con un alto grado de certeza el modelo propuesto (SMBH binario). Además de las observaciones en el rango óptico (luz ‘visible’) habrá que monitorear a AO0235+164 en otras longitudes de onda: radio-ondas, rayos-X y rayos gamma. Esto permitirá entender mejor cuáles son los mecanismos físicos que operan”.

Según dijo el científico, estas cualidades prometen abrir la posibilidad de estudios complementarios: “Lo que pasa es que este blazar, además, justo está afectado por microlentes gravitacionales, por las estrellas de galaxias que están en la línea de la visual. O sea: por un lado, al tener un SMBH binario (doble) es candidato para ser estudiado con futuros detectores de ondas gravitacionales de baja frecuencia. Y por el otro, sabemos que sufre efectos de microlentes gravitacionales”.

Trabajo local

Estos descubrimientos acercan cada día a tener más claro los enigmas del Universo y es un orgullo que algunos de ellos hayan sucedido en tierras cuyanas: “En este trabajo en particular participamos dos investigadores del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR), La Plata, los doctores Gustavo Romero, Jorge Combi y yo, que trabajo en el CASLEO, aunque no soy sanjuanino de nacimiento, pero hace más de cinco años resido en la provincia. Obviamente, estos trabajos no serían posibles sin el personal técnico del CASLEO, en su mayoría sanjuaninos”, remarcó el Director.

Conocimiento colectivo

Los estudios tan complejos requieren de un trabajo colectivo, por lo que Cellone expuso: “Junto con la doctora Ileana Andruchow y el doctor Gustavo Romero estamos adheridos a una red llamada WEBT («Whole Earth Blazar Telescope», o sea «Telescopio para Blazares de Toda la Tierra»), liderada por Claudia Raiteri y Massimo Villata (Observatorio Astronómico de Turín, Italia). La red agrupa astrónomos de todo el mundo, con acceso a distintos telescopios, incluyendo al CASLEO. Se organizan campañas de observación que permiten monitorear la variabilidad de estos objetos con mucho detalle, ya que se puede observar en forma casi ininterrumpida por la diferencia horaria entre los distintos observatorios. Además, a través de los años hemos establecido otras colaboraciones con investigadores de distintos países”.

Según comentó el científico, la comunicación entre colegas es por correo electrónico: “Así se organizan las campañas de observación y se van compartiendo datos y resultados preliminares. Los resultados finales se publican en revistas científicas de circulación internacional, como es el caso de este trabajo, que se publicó en una revista británica (https://academic.oup.com/mnras)”.

La importancia

Finalmente, el científico manifestó las razones por las cuales es importante este hallazgo: “Las ondas gravitacionales fueron predichas en 1916 por Albert Einstein a través de su Teoría General de la Relatividad. Fueron detectadas por primera vez en 2016, pero no para el caso de SMBH binarios, sino para objetos de menor masa. Detectarlas en este caso daría un fuerte apoyo al modelo de SMBH binarios en este blazar en particular, y al modelo general que busca explicar el comportamiento de los cuásares”.

Los objetivos de la Astronomía

Para entender mejor este hecho, Cellone expresó los objetivos de esta ciencia básica, en particular la Astronomía: “Son diversos. Por ejemplo, los «jets» de los blazares permiten estudiar la materia y la radiación en condiciones imposibles de lograr en un laboratorio. Por eso existen muchos avances de la Física que provienen de estudios astronómicos. A partir de esto, pueden surgir nuevos conocimientos, incluso derivando en aplicaciones prácticas. La Astronomía, además, forma recursos humanos altamente capacitados en ciertas áreas, que pueden volcarse al medio socioproductivo. Conozco astrofísicos y astrofísicas de Argentina que dejaron la investigación básica y pasaron a trabajar en Y-Tec, la empresa tecnológica de YPF. Los conocimientos y técnicas desarrolladas para el estudio astronómico se terminaron volcando a prospección de hidrocarburos y otras actividades más prácticas. La Astronomía puede además contribuir al desarrollo cultural de la sociedad. Finalmente, cuando firmamos cada publicación científica internacional figura ‘Argentina’, y en el caso particular del CASLEO, ‘San Juan’. Esto contribuye a situar al país y a la provincia como actores relevantes en ciencia y técnica”.