¿Han aumentado los agujeros negros el fondo cósmico de radio?

18 de abril de 2010

Los astrónomos están investigando por qué la radiación cósmica de fondo es mucho más fuerte de lo esperado en las longitudes de onda de radio. En sus análisis han identificado unos culpables potenciales: agujeros negros de giro rápido en los primeros tiempos del proceso de formación de la galaxia. Los resultados de esta investigación los presentará el Profesor Andy Lawrence en la Royal Astronomical Society.
En julio del año pasado, astrónomos de Estados Unidos anunciaron sorprendentes resultados surgidos de un experimento con un globo a gran altitud llamado ARCADE-2, que había realizado cuidadosas medidas del firmamento en longitudes de onda de radio. La emisión radial de fondo, que es un componente distribuido en forma pareja por todo el cielo, era varias veces más brillante de lo que nadie había esperado.
Ahora, un equipo de astrónomos de California y Escocia, entre los que se encuentran Jack Singal, Lukasz Stawarz y Vahe Petrosian de la Universidad de Stanford, y Andy Lawrence de la Universidad de Edimburgo, creen tener una explicación para este fenómeno.
“Nos fijamos en muchas maneras distintas en las que esto pudiera suceder —un mar cósmico de partículas relativistas, gigantescas fuentes difusas de radio, estrellas lejanas en explosión— y encontramos que todas ellas no cumplían las distintas pruebas de verificación. Entonces notamos que podríamos explicar las emisiones añadiendo la tenue emisión de cada galaxia común en el Universo observable. Esto fue un resultado sorprendente, ya que implicaba que la emisión débil de una gran población de fuentes comunes, pero lejanas, sumaba más emisión que la producida por las fuentes más luminosas pero más raras cuando esperábamos precisamente lo contrario”, dijo el Profesor Lawrence, del Instituto de Astronomía en la Universidad de Edimburgo.
El fondo parece ser la suma de la radioemisión de todas las galaxias comunes, tanto cercanas como lejanas, pero como hay muchas más alejadas, éstas son las que predominan. Se sumaría hasta una cantidad infinita si no fuese por el hecho de que el Universo se expande y tiene una edad finita.
Habiendo encontrado una solución, el equipo encaró otro difícil problema. En el Universo local, la mayoría de las emisiones de radio están asociadas con restos de supernovas en regiones de formación estelar. Las emisiones de radio parecen estar estrechamente relacionadas con las emisiones infrarrojas, también producidas en las regiones de formación estelar. El fondo infrarrojo del cielo debería, por lo tanto, encajar con el fondo de radio. No obstante las medidas del fondo infrarrojo predicen un fondo de radio entre tres y diez veces menor que las detectadas por observaciones del ARCADE-2.
“De alguna forma, en el lejano Universo, la estrecha conexión que vemos entre las emisiones infrarrojas y de radio se ha roto. Las galaxias lejanas y tempranas en la historia del Universo, deben haber producido emisiones de radio extra. Esto puede ser debido a que el proceso de formación estelar funcionaba de manera diferente en el Universo primitvo. Sin embargo, creemos que podría haber una época anterior de emisiones de chorros de radio procedentes de los agujeros negros de giro rápido en el centro de muchas galaxias comunes, que luego disminuyeron”, dijo el Profesor Lawrence.
Los astrónomos creen que es probable que cada galaxia contenga un agujero negro masivo. Los agujeros negros de giro rápido pueden emitir energía en forma de chorros de radio.
“Una posibilidad es que cuando se formaron estos agujeros negros, normalmente tenían un giro rápido, pero con el tiempo, conforme los materiales acretados trataban de hacer girar el agujero negro en muchas direcciones distintas, terminaba sin espín neto de media y la fuente de radio desaparecía”, explica el Profesor Lawrence.

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