¿Cómo cerrar un quásar?

Las galaxias activas son uno de los objetos más brillantes del universo. Estas galaxias emiten enormes cantidades de materia a la velocidad de la luz, todas las cuales son alimentadas por materia que cae en un poderoso agujero negro en el centro. Aunque parece que todas las galaxias tienen agujeros negros sobresaturados, no todas están activas. Nuestra propia galaxia, su Vía Láctea, tiene un agujero negro silencioso en su base. Entonces, ¿cuál es la diferencia? ¿Por qué algunas galaxias y sus agujeros negros están activos mientras que otras están en silencio?

Obviamente, tomar una galaxia ordinaria y convertirla en un activo no es tan simple como presionar un interruptor de luz. El modelo asume que la activación del agujero negro central de la galaxia (և, por lo tanto, la galaxia en su conjunto) puede ser parte del proceso de construcción de galaxias., que se produce a través de colisiones a través de la fusión de pequeñas galaxias. Estas colisiones pueden dispersar gas dentro de la galaxia, creando densidades lo suficientemente altas como para activar el agujero. Ahora, otro estudio sugiere que estas colisiones también pueden cerrar el agujero negro. Todo depende de los detalles de la geometría.

Cerca del pozo de panqueques

Para comprender cómo funciona esto, debe comprender el entorno en el que funciona un agujero negro. Aunque se presta mucha atención a la gravedad que distorsiona la realidad en el horizonte de los eventos de los agujeros negros, todo lo que realmente afecta al Universo circundante tiene lugar a poca distancia de ese lugar. Allí, la atracción del agujero negro organiza cualquier material penetrante en un disco aplanado, que alimenta el material a través de un agujero negro llamado disco acumulativo, con un agujero negro en el centro. Más allá de eso, este disco está lleno de una nube de gas turbia más difusa.

Esta organización es necesaria para insertar efectivamente el material en el agujero negro. Las colisiones de material resbaladizo provocan radiación, que de otro modo empujaría todo el material hacia afuera. Y es esta alimentación eficiente la que se cree que es necesaria para impulsar los planos que forman las galaxias activas.

Hasta cierto punto, todo esto se autoorganiza. Si esparce suficiente gas hacia el centro de la galaxia, eventualmente formará una dona (más técnicamente una tiroides) և comenzará a alimentar el gas del agujero negro. Los modelos anteriores mostraron que las colisiones de galaxias podrían hacer precisamente eso. Todas las galaxias tienen nubes de gas de diferentes densidades esparcidas alrededor de los discos. Las fallas de colisión tienen el potencial de reorganizar estas nubes, enviando algunas de ellas al núcleo galáctico, donde la materia puede ser capturada por la gravedad del agujero negro.

Sin embargo, este no es el caso. Մի Un grupo de investigadores japoneses – Yohei Miki, Masao Morin, Toshihiro Kawaguchi – se han interesado en varios casos en los que hay signos de colisiones recientes en galaxias inactivas. De hecho, algunos de ellos han demostrado que el agujero negro se ha calmado relativamente recientemente, lo que sugiere que la colisión y la desconexión pueden haber estado relacionadas.

Nuestro gran planeta más cercano, la galaxia de Andrómeda M31, está inactivo, también tiene una característica llamada corriente sur gigante que se parece a los restos de una pequeña galaxia que ha chocado con ella. Debido a que entendemos mejor los detalles de Andrómeda debido a su proximidad, modelamos la colisión con cierto detalle, los investigadores decidieron estudiar el efecto que podría tener en el agujero negro central.

Colisión de cabeza

El modelo mostró que si la galaxia enana corre hacia el centro de Andrómeda, tiene el potencial de interrumpir el pozo de gas que alimenta el agujero negro. Si esto sucede o no, depende de la densidad relativa del gas և en la galaxia. Mientras la densidad en la galaxia entrante sea mayor, el toro debe interrumpirse. En esencia, el gas entrante desorganizado transferirá parte de su impulso al gas que circula alrededor del agujero negro, empujándolo hacia afuera. El resultado es un desastre caótico que no puede alimentar el agujero negro de manera efectiva.

Los investigadores señalan que, si bien la densidad del gas por sí sola es suficiente para sofocar un agujero negro, la geometría también puede ser importante. Si la galaxia entrante golpeara con fuerza, todo su ancho pasaría a través del agujero negro central de Andrómeda, proporcionando una fuerza más disruptiva. Por el contrario, si la densidad del gas en el núcleo galáctico es lo suficientemente alta, la galaxia entrante no podrá interrumpirla.

Todo esto está sucediendo con bastante rapidez, al menos en condiciones galácticas, y solo se necesitan alrededor de un millón de años para silenciar un agujero negro activo.

Superando las circunstancias específicas de Andrómeda, los autores utilizaron la frecuencia aparente de la colisión average promedio de galaxias pequeñas cerca de las grandes para calcular la frecuencia con la que podría ocurrir una de estas colisiones. Estiman que debería ocurrir aproximadamente cada cien millones de años en una galaxia típica. Sin embargo, es normal. Algunas galaxias activas podrían durar mucho más antes de que se produzca una colisión.

Los modelos también se pueden utilizar para eventos más cercanos a casa. Al igual que Andrómeda, el agujero negro central de Katyn de Ky está tranquilo en este momento. Los autores señalan que un telescopio espacial llamado Gaya encontró recientemente evidencia de una colisión de una pequeña galaxia և ky con su núcleo de la Vía Láctea (una colisión que causa una estructura con un nombre increíble).Gaia – Encelado – salchichasEntonces, es posible que este evento termine con el agujero negro central de Mil en Katyn.

Astronomía natural, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-020-01286-9: (Acerca de los DOI)