Núcleo galáctico activo
Los astrónomos piensan que prácticamente todas las galaxias grandes del Universo alojan en su centro un agujero negro supermasivo, con millones de veces la masa de nuestro Sol. El agujero negro en sí no lo podemos observar con telescopios, pero sí podemos ver el material que se va acercando a él antes de caer irremediablemente en su interior.
El agujero negro central no siempre está alimentándose y hay épocas en las que no cae nada en él. Pero hay otros momentos en los que sí pasa alguna estrella u otro objeto suficientemente cerca como para ser engullido.
El núcleo de una galaxia se dice que está activo cuando el agujero negro central se encuentra devorando materia, que emite radiación justo antes de precipitarse más allá del horizonte de sucesos (la frontera de entrada a la región donde ya nada puede escapar, ni la luz) del agujero negro. Es esa luz la que nos permite deducir que en esa galaxia habita un gigantesco agujero negro.
El modelo unificado de AGN
El modelo teórico de estructura de un AGN más aceptado en la actualidad señala que objetos celestes a los que llamamos con nombres distintos son en realidad el mismo, pero visto con una orientación particular u otra.
El AGN consiste en un agujero negro supermasivo, rodeado por un disco de material llamado disco de acreción. Contiene el material que se está empezando a precipitar hacia el centro, girando a alta velocidad, calentándose y emitiendo radiación que podemos detectar por su intenso brillo. Parte de la materia que cae hacia el objeto central, posiblemente debido a su propio giro y a la interacción con el campo magnético, sale despedida junto con enormes cantidades de energía por los polos del sistema, formando potentes chorros que se pueden ver desde enormes distancias.
Rodeando el disco se halla un anillo grueso, o toro, de polvo.
El modelo unificado indica que (simplificando) tres objetos celestes son en realidad el mismo:
- Cuásar: cuando desde nuestro punto de vista podemos observar toda la estructura del AGN
- Galaxia Seyfert: cuando el AGN está colocado de forma que solo vemos el anillo de polvo de canto y los chorros
- Blazar: cuando uno de los chorros está dirigido hacia nosotros y solo lo vemos a él y al toro
El modelo 3D
Con este objeto mostramos el modelo teórico de un núcleo galáctico activo, ya que todavía no se ha podido observar ninguno directamente.
En el centro se sitúa el agujero negro supermasivo, representado por una esfera.
Del entorno del agujero negro salen hacia los polos dos chorros de material, que se van abriendo a medida que se alejan hacia el espacio.
Rodeando al agujero negro vemos una estructura espiral, el material que está precipitándose a su interior. Es el disco de acreción.
Alrededor del disco localizamos el toro de material polvoriento que se encuentra en órbita estable alrededor del agujero negro y que, por tanto, no está cayendo hacia él.
Los tamaños físicos del modelo 3D están elegidos para facilitar la comprensión, pero no están a escala: en realidad el radio del disco de acreción es unas 100-1000 veces mayor que el del horizonte de sucesos del agujero negro, y el toro tiene un radio 1000-10 000 veces mayor que el disco. Los chorros, a su vez, pueden alcanzar distancias millones de veces más grandes.
Este trabajo ha sido realizado con una ayuda de la convocatoria de Proyectos I+D+i “Pruebas de Concepto” 2022 (PDC2022), financiada por la Unión Europea a través de los Fondos NextGenerationEU, Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Referencia: PDC2022-133930-I00.