Impacto de la radiación en los vientos de los agujeros negros      

 

Por Ryan Randall, Instituto de Tecnología de Florida

31 de marzo de 2022.

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

 

Los agujeros negros son regiones del espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada puede escapar. Una nueva investigación está examinando la  radiación y los vientos que emanan de la actividad de los agujeros negros y muestra cómo pueden ejercer efectos en los planetas cercanos.

 

"El impacto de los flujos de AGN en la habitabilidad de la superficie de los planetas terrestres en la Vía Láctea" es un artículo de investigación del equipo  del astrobiólogo Manasvi Lingam y el astrofísico Eric Perlman del Departamento de Ciencias Aeroespaciales, Físicas y Espaciales de Florida Tech, así como investigadores de la Universidad de Roma, la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard. Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el artículo examina los efectos del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia en la atmósfera de los planetas de la Vía Láctea. El documento se centra en dos mecanismos clave: cómo los vientos de los agujeros negros pueden calentar las atmósferas e impulsar el escape atmosférico, y cómo pueden estimular la formación de óxidos de nitrógeno y, por lo tanto, provocar el agotamiento del ozono.

 

Para estudiar cómo los agujeros negros pueden afectar la atmósfera de un planeta, el equipo desarrolló modelos matemáticos para estimar la distancia  máxima hasta la cual estos efectos se vuelven significativos para los planetas similares a la Tierra en la Vía Láctea. Esto demostró que este valor puede extenderse aproximadamente a más de 3.000 años luz. En el caso de los cuásares que albergan agujeros negros supermasivos más grandes, la investigación encontró que tales efectos podrían influir en la galaxia anfitriona del agujero negro en su conjunto.

 

"Resulta que cuando tienes un agujero negro supermasivo que está activo, no solo produce radiación, sino que también produce muchas partículas de alta energía que son alimentadas por el agujero negro", dijo Lingam. "Es fácil visualizarlo como un viento que se mueve rápidamente, como un huracán extremadamente amplificado. Tienes este viento de partículas de alta energía que emana de la vecindad del agujero negro al 10% de la velocidad de la luz, más de mil veces más rápido que nuestra nave espacial actual".

 

La radiación que emiten los agujeros negros es esencialmente partículas de luz conocidas como fotones. Pero si los agujeros negros son conocidos  principalmente porque nada escapa de ellos, ¿por qué se emite esta luz al igual que las partículas de alta energía en el viento? Lo que sucede es que hay mucho gas que rodea al agujero negro durante su fase activa. El agujero negro comienza a consumir parte de ese gas. Pero no se lo come de una manera totalmente eficiente: a medida que el agujero negro consume más y más gas, el gas cae hacia el agujero negro.

 

Mientras cae hacia el interior del agujero negro, se calienta. Al igual que cuando te frotas las manos y la fricción genera calor, la fricción experimentada por el gas que se mueve en espiral hacia el interior del agujero negro hace que se caliente y finalmente libere energía en forma de fotones.

 

Piense en ello como una forma de indigestión interestelar, dijo Lingam.

 

"Esta radiación puede bombardear las atmósferas", dijo. "Puede llevar a que esas atmósferas se erosionen. Puede proporcionar mucha radiación ultravioleta, puede ser dañino para la biología, etc. Algunas de las mismas ramificaciones se aplican a los vientos de alta velocidad del agujero negro también. Estos fueron algunos de los muchos efectos que observamos".

 

Todavía queda mucho por investigar sobre el viento en los agujeros negros. Lingam señaló que el modelo considera la expansión uniforme del viento en todo el espacio, mientras que el trabajo futuro necesitaría examinar la emisión de radiación y vientos en forma de chorros, que espera investigar con Perlman y sus colegas italianos.

 

Para aquellos que están preocupados por la radiación y los vientos del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea que afectan a la Tierra, no hay razón para preocuparse.

 

"Lo bueno que aprendimos durante el curso de este trabajo es que muchos de estos efectos se extienden hasta 3.000 años luz, quizás 5.000 años luz, en algunos casos extremos", dijo Lingam. “Pero la Tierra afortunadamente se encuentra a 26.000 años luz del centro de la Vía Láctea, por lo que está cómodamente fuera de esa zona de influencia, si podemos llamarla así, de la actividad del agujero negro. Por lo tanto, podríamos considerarnos afortunados de habitar este región relativamente pacífica de nuestra galaxia".

 

Fuente:

https://phys.org/news/2022-03-impact-black-hole.html