Cuando se genera el crecimiento de Agujeros Negros Supermasivos durante el choque de galaxias, cómo se produce y cómo este crecimiento afecta a la galaxia en su conjunto son las ambiciosas preguntas que busca responder el proyecto liderado por el astrónomo de la Universidad de Concepción Ezequiel Treister. La propuesta, que obtuvo el primer lugar del IV Concurso Nacional de Proyectos Anillos de Investigación en Ciencia y Tecnología de Conicyt, busca –en un periodo de tres años- revelar los grandes enigmas de los Agujeros Negros Supermasivos.
Hoy en día la Astronomía sabe que las colisiones de galaxias son muy importantes en el Universo, ya que cuando ocurre este fenómeno, el contenido de ellas choca y se modifican muchos aspectos, en función de lo cual una galaxia espiral se puede convertir en una elíptica, o iniciar inducir una formación estelar.
De este modo, “la idea del proyecto es entender el rol que juegan los choques de galaxias en el crecimiento de Agujeros Negros Supermasivos y en la evolución de la galaxia en su conjunto”, explica el  Dr. Treister.
Actualmente, los astrónomos estiman que durante un choque de galaxias también se unen los Agujeros Negros Supermasivos, existentes en cada una de las galaxias involucradas, originando un agujero aún más grande, no sólo porque ambos se fusionan, sino porque ese Agujero Negro empieza a comer mucho del gas que está a su alrededor.
“El gas en una galaxia generalmente está distribuido en toda ella. Sin embargo, teóricamente, se ha descubierto que el choque de galaxias es muy eficiente en hacer que ese gas distribuido pueda caer hacia en el centro, donde termina cayendo en el Agujero Negro. Esto en teoría es muy atractivo, porque permite explicar muchas de las relaciones observadas”, explica el Dr. Ezequiel Treister, quien añade que “sabemos que hay relación entre la masa de un Agujero Negro y las propiedades de una galaxia y eso es difícil de explicar. Pero si el Agujero Negro crece –en su mayoría- en un choque de galaxias, eso hace más fácil entenderlo. El punto es que observacionalmente todavía esta conexión no está bien establecida y aún tenemos muchas dudas fundamentales”, agregó.
El ABC de los Agujeros Negros
Durante los próximos tres años los astrónomos se enfocarán en resolver tres preguntas fundamentales: La primera es cuándo se genera este crecimiento del Agujero Negro; es decir, en qué etapa del choque. “Hemos observado que la etapa de crecimiento rápido de un agujero negro es mucho más corta que todo el proceso del choque de dos galaxias y la idea es entender en qué momento se genera este crecimiento del Agujero Negro dentro de toda esta secuencia”, afirma el Dr. Treister.
La segunda es cómo se produce. “Con esta pregunta queremos saber exactamente cómo es la distribución del gas que está rodeando el Agujero Negro, o el que está entre los dos Agujeros Negros antes de que éstos se junten y cómo es el ambiente en el que estos crecen”, dice el investigador.
La tercera pregunta parece la consecuencia lógica luego de responder las dos interrogantes anteriores: ¿Cómo afecta a la galaxia en su conjunto este crecimiento del Agujero Negro?
“Estas son preguntas muy ambiciosas, que tenemos desde hace bastante tiempo. Sin embargo, creemos que es posible avanzar ahora porque podemos combinar dos instrumentos nuevos que no teníamos antes: NuSTAR y ALMA. “El observar galaxias que estén en el proceso de choque, combinando ambos instrumentos, nos permitirá resolver estas preguntas. Esta es la idea científica del proyecto, que además tiene una fuerte componente teórica de modelamiento”, aclaró.
De esta manera, la propuesta busca poner en contexto las observaciones que se realicen con NuSTAR y ALMA. Para eso, el equipo de investigación cuenta con la participación de astrónomos observacionales y teóricos. Estos últimos, serán los encargados de realizar las simulaciones computacionales que permitan entender y poner en contexto lo observado.
Asimismo, el investigador principal y director del proyecto, argumenta que durante los tres años se trabajará en paralelo en resolver las tres grandes interrogantes bases de la propuesta.
La “Comunidad del Anillo”
En la Universidad de Concepción, además del Director, se suman al proyecto los Doctores Neil Nagar, como subdirector, quien trabajará directamente con los datos de ALMA; y Ricardo Demarco, quien estará a cargo de las interacciones con el medioambiente. “Ricardo trabaja en cúmulos de galaxias, entonces la idea es entender qué es lo que pasaría si estos procesos se producen en cúmulos en vez de en el campo normal”, dice el investigador principal de la propuesta.
En la Universidad de Chile, en tanto, está el investigador teórico Andrés Escala, quien ha trabajado el tema de las distribuciones de gas en el centro de la galaxia y en choques de Agujeros Negros. Su trabajo será realizar simulaciones en ese sentido.
En la Pontificia Universidad Católica participan los Dres. Franz Bauer, astrónomo observacional que trabajará tanto en NuSTAR como en ALMA, y Jorge Cuadra, investigador asociado, astrónomo teórico y quien también trabajará en el choque de Agujeros Negros, colaborando con Andrés Escala.
Todos ellos, además son investigadores del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, CATA.
Del punto de vista internacional, pocas veces un proyecto científico puede darse el lujo de contar con tantos vínculos alrededor del mundo. “En general colaboramos con todo el equipo científico del Observatorio Espacial NuSTAR, que están distribuidos en muchísimas instituciones, pero tenemos colaboraciones con todos ellos”, señala el profesor Treister, quien por añadidura parte del Comité Científico de la misión NuSTAR, lanzada al espacio recientemente por la NASA.
En ese sentido, además de la colaboración directa con más de 60 astrónomos que componen el comité científico de NuSTAR, el proyecto también cuenta con importantes sinergias en las universidades de Maryland, Hawai, Zurich, Leicester,  Darham y la Universidad Degli Studi di Milano Bicocca, más el Observatorio Real de Edimburgo, el Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg y la ESO.
El proyecto se adjudicó 450 millones de pesos por los tres años de desarrollo del proyecto y gracias a este se contratará a tres investigadores postdoctorales durante la ejecución del anillo: uno asociado a la parte teórica, otro enfocado al trabajo con NuSTAR y otro al desarrollo científico con ALMA, además de cinco estudiantes de doctorado y un máximo de 20 estudiantes de pregrado, todos en la UdeC.
Por Paulina Hernández, Periodista del Depto. de Astronomía UdeC
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