Galaxias activas, una bestia interior

 Galaxias activas, una bestia interior
Héctor Zenil Chávez
Las galaxias son estructuras enormes que contienen miles de millones
de estrellas. Todas las galaxias contienen un núcleo donde se concentra
la mayor cantidad de materia a consecuencia de la fuerza de gravedad
que la atrae hacia su centro. Cuando se estudia una galaxia se puede
pensar que la energía total que emite es la suma de la emisión de cada
una de las estrellas dentro de ella. Sin embargo, en las galaxias
activas, este no es el caso. Las galaxias activas (o AGN - Active Galactic
Nuclei
por sus siglas en inglés) son aquellas que contienen un núcleo
que es tan brillante como el resto de la galaxia, y su brillo no se puede
explicar simplemente como la suma de todas las estrellas que contiene.
El núcleo de estas galaxias es tan pequeño como nuestro Sistema Solar
pero irradia tanta energía como una galaxia entera. Aproximadamente
el tres por ciento, del total de galaxias que se conocen, son galaxias
activas y se han clasificado en cuásares, radio galaxias y galaxias
Seyfert (nombradas así por su descubridor).
Cuando fueron casualmente descubiertas las primeras galaxias activas,
mientras se estudiaban núcleos de galaxias espirales, surgieron muchas
ideas para tratar de explicar su extraño fenómeno. Sin embargo, lo
único que puedo explicar un acontecimiento de tal magnitud
concentrado en el centro de estas galaxias, fue la existencia de un
objeto muy poderoso: un agujero negro súper masivo. Se tratarìa de un
cuerpo con mil millones de veces más masa que nuestro Sol pero
concentrado en un radio similar a la órbita que describe Urano.
Debido a la atracción gravitacional que ejercen estos agujeros negros
súper masivos se forma un disco de material a su alrededor que rota y
es arrastrado calentándose y acelerándose tanto, que emite tanta
energía como el resto de la galaxia. A este proceso se le conoce como
acreción. Parte de ese material del disco de acreción cae al agujero
negro, pero otra parte es expelida a velocidades cercanas a la de la luz
en dos chorros o "jets", responsables de la emisión de ondas de radio.
Estos chorros expulsan materia a velocidades cercanas a la de la luz
(casi 300 mil kilómetros por segundo) originando una emisión conocida
como emisión sincrotrónica
Esta descripción básica del agujero negro súper masivo rodeado por un
disco de acreción es parte de un modelo físico más completo llamado
Modelo Unificado de Galaxias Activas. El nombre de este modelo expresa
su objetivo: unificar nuestro entendimiento acerca de los distintos tipos
de Galaxias Activas, como los cuásares, radio galaxias y las galaxias
Seyfert.
En el modelo se describe al agujero negro súper masivo rodeado por un
disco de acreción que a su vez está rodeado por una estructura opaca
en forma de dona (o toro) constituida de gas y polvo que va
alimentando al disco de acreción y finalmente al agujero negro. La dona
obscura alrededor del núcleo es fundamental en el modelo ya que
explica los distintos tipos de galaxias activas como un mismo objeto
pero visto desde distintos ángulos.
Así, las galaxias Seyfert son galaxias activas vistas de canto, mientras
que los Cuásares son vistos de tal forma que la mayor emisión está
dirigida hacia nosotros, es decir, sus chorros apuntan hacia nosotros.
Mientras que las radio galaxias son galaxias elípticas activas que opacan
su emisión debido a su forma, ya que el núcleo queda oculto pero que
aún así es tan poderoso que puede percibirse su emisión más tenue en
ondas de radio.
Este modelo es consistente con las observaciones y es muy difundido y
aceptado. Logra explicar satisfactoriamente las propiedades de las
galaxias activas y ayuda a entender el fenómeno dentro de ellas. Aún
así tendrá que seguir siendo sometido a prueba en aspectos como su
capacidad para predecir otras propiedades que pudieran estar
presentes, pero aún no detectadas en este tipo de galaxias. Por
ejemplo, este modelo sugiere que podrían haber muchas más galaxias
con agujeros negros súper masivos en su núcleo de las que se han
detectado hasta ahora. Incluso sugiere que probablemente la mayoría
de las galaxias normales podrían contener un agujero negro súper
masivo. Las observaciones que se han llevado a cabo confirman esta
posibilidad ya que en la mayoría de las galaxias se ha encontrado una
gran aglomeración de estrellas que rotan a gran velocidad en el centro
de la galaxia, presumiblemente debido a un agujero negro súper
masivo. Esto quiere decir, entre otras cosas, que la única diferencia
aparente entre una galaxia activa y una no activa sería si en el
momento en que la observamos está siendo alimentado o no el agujero
negro. De esta forma el tres por ciento de galaxias activas que se ha
detectado no indica cuáles y cuántas más son realmente galaxias activas
potenciales sino en cuántas están siendo realmente alimentados sus
agujeros negros.
Aunque la Vía Láctea no es una galaxia activa se tiene fuerte evidencia
de que podría contener también un agujero negro súper masivo en su
centro. Existe también cierta evidencia que sugiere que la Vía Láctea fue
alguna vez una galaxia activa y que podría incluso volver a serlo pues se
ha detectado radiación sincrotón emitida desde su centro a bajos
niveles.