El cartografiado de «ecos» en galaxias lejanas podría permitir medir grandes distancias cósmicas
2/10/2020 de JPL / The Astrohysical Journal
Un disco de material caliente alrededor de un agujero negro supermasivo emite un estallido de luz visible que viaja hacia un anillo de polvo que posteriormente emite luz infrarroja. Las flechas azules muestran la luz procedente del disco que viaja hacia el polvo y la luz de ambos fenómenos viajando hacia un observador (en dirección hacia arriba en la imagen. Crédito: NASA/JPL-Caltech
La materia que gira alrededor de los agujeros negros supermasivos produce erupciones de luz que son reflejadas (como un eco) en nubes de polvo cercanas. Estas señales que viajan de un lado para otro podrían servir como una nueva cinta métrica cósmica.
En este estudio nuevo, un equipo de astrónomos ha empleado una técnica (que algunos han bautizado como «cartografiado de ecos») para medir la luminosidad de discos de material (discos de acreción) alrededor de agujeros negros en más de 500 galaxias. El estudio confirma que este método podría utilizarse para medir la distancia a la Tierra de estas galaxias lejanas.
La luz que viaja desde el disco de material que rodea al agujero negro acaba chocando contra una enorme nube de polvo con forma de dónut (o toro), habitual alrededor de la mayoría de agujeros negros. Cuando un destello de luz procedente del disco de acreción alcanza la pared interna del polvo del toro, la luz es absorbida haciendo que el polvo se caliente y emita luz infrarroja. Esta iluminación del toro es una respuesta directa o «eco» de los cambios que se producen en el disco.
Si los astrónomos consiguen observar el destello inicial en el disco de acreción y la siguiente emisión en el infrarrojo del toro, pueden también calcular el tiempo que ha tardado la luz en viajar entre ambas estructuras. Como la luz viaja a una velocidad fija, esta información permite a los astrónomos determinar la distancia entre el toro y el disco. Esta distancia, a su vez, les permite calcular la luminosidad del disco y esto, en teoría, les permite estimar su distancia a la Tierra.
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