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by notiulti

Las partículas de radiación de alta energía pueden provenir de agujeros negros inactivos

El universo está lleno de rayos gamma de megaelectronvoltios “suaves” y neutrinos de alta energía. Sin embargo, sus recursos siguen siendo escurridizos en la mayoría de los casos. El equipo japonés sugiere que podrían ser agujeros negros supermasivos inactivos, que a veces se desprenden algo, pero no es un espectáculo celestial deslumbrante, por lo que prácticamente no los vemos en nuestros telescopios.

Los agujeros negros supermasivos pueden pasar desapercibidos. Crédito: NASA, ESA y D. Coe, J. Anderson y R. van der Marel (STScI).

El universo parece estar lleno de escasa radiación de fotones gamma de energías MeV, o rayos gamma “suaves”, y neutrinos de energías PeV. Sin embargo, el origen de estas partículas de alta energía sigue siendo un misterio en la gran mayoría, a pesar de los considerables esfuerzos. Los fotones de radiación gamma y neutrinos no son muy raros en el espacio. La radiación gamma de alta energía a veces se detecta incluso en la región TeV, y ocasionalmente también detectamos neutrinos de alta energía. Esta radiación probablemente proviene de aceleradores naturales de partículas cósmicas, como los restos de supernovas o agujeros negros que devoran vorazmente materia.

Shigeo Kimura. Crédito: Universidad de Tohoku.

Shigeo Kimura. Crédito: Universidad de Tohoku.

Sin embargo, si restamos tales fuentes de radiación de alta energía, todavía tenemos mucha radiación gamma de energías ligeramente más bajas, es decir, los fotones gamma mencionados con energías en megaelectronvoltios, así como muchos neutrinos de alta energía, el origen de que no conocemos. Shigeo Kimura, de la Universidad de Tohoku en Japón, y sus colegas sugieren que estas partículas de alta energía provienen de una fuente algo inesperada: agujeros negros supermasivos que no son tormentosamente activos pero tampoco completamente inactivos.

No se puede pasar por alto un agujero negro supermasivo bien impulsado.  Crédito: ESO / M.  Cuchillo de maíz.

No se puede pasar por alto un agujero negro supermasivo bien impulsado. Crédito: ESO / M. Cuchillo de maíz.

Un agujero negro supermasivo bien administrado, que se traga la materia con avidez, difícilmente puede pasarse por alto. Ilumina toda su galaxia y es visible a grandes distancias gracias a la deslumbrante radiación en todo el espectro de longitudes de onda. Pero no todos los agujeros negros supermasivos son tan activos. Nuestro agujero negro supermasivo doméstico se parece más a un panda muy adormilado que a un tigre furioso con una singularidad en el pecho.

Según el equipo de Kimur, los rayos gamma sobre las energías en la región MeV que inundan el universo, así como la cantidad de neutrinos, provienen de agujeros negros supermasivos, que son activos pero tan pocos que son completamente invisibles en nuestros telescopios. Cuando estos agujeros negros supermasivos durmientes consumen un poco de materia, todavía se forma un plasma de miles de millones de grados a su alrededor.

Dicho plasma es capaz de generar rayos gamma de megaelectronvoltios. De la misma manera, los protones se aceleran hasta tal punto que se forman neutrinos de alta energía durante las interacciones con otras partículas. Según el equipo japonés, los agujeros negros supermasivos inactivos son, por lo tanto, uno de los favoritos para una fuente significativa de radiación de fondo de alta energía.

Literatura

Alerta científica 28. 9. 2021.

Nature Communications 12: 5615.

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