Astrofísica: persiste el misterio de los blázares

Los blázares siguen concitando el interés de los astrofísicos y expertos en Física Nuclear, fundamentalmente porque, tras 20 años de observaciones de estas galaxias activas que emiten chorros de radiación y materia hacia nuestro planeta, todavía hay preguntas sin respuesta. Así lo corroboran ahora, desde la Academia de Ciencias de Polonia, especialistas del Instituto Henryk Niewodniczanski de Física Nuclear.

Es bien sabido por los astrofísicos que un blázar es un núcleo galáctico activo, impulsado por un agujero negro supermasivo cuyo chorro de partículas de alta energía apunta directamente hacia la Tierra. Esta alineación multiplica su brillo aparente, convirtiéndolo en uno de los objetos más violentos y luminosos de todo el Universo.

Los astrónomos y astrofísicos saben muy bien que los blázares generan radiación en un rango energético muy amplio, desde ondas de radio, pasando por las regiones óptica y ultravioleta, hasta rayos X y rayos gamma.

En este estudio que aparece en Journal of High Energy Astrophysics se ha analizado, por primera vez, la actividad de uno de estos blázares durante un largo período de tiempo y, en lugar de encontrar respuestas, los autores se han enfrentado a un número cada vez mayor de preguntas intrigantes.

Variabilidad de los blázares

Su inmensa distancia y orientación específica, junto con la alta variabilidad de la radiación emitida -que, además, se genera en un rango energético muy amplio-, son las principales razones por las que comprender los fenómenos responsables de las propiedades de los blázares resulta particularmente difícil.

Entonces, ¿son correctas las interpretaciones actuales sobre la naturaleza de estos objetos, basadas en observaciones a corto plazo y bastante esporádicas? Este equipo de científicos se propuso responder a esta pregunta.

La investigación se centró en el blázar PKS 2155-304, situado a 1500 millones de años luz de distancia. Está situado en el hemisferio celeste austral, al fondo de la constelación de Piscis Austrinus.

Hasta ahora, se han descubierto centenares de miles de millones de galaxias en el Universo observable. Algunas de ellas producen enormes cantidades de radiación electromagnética, probablemente como resultado de procesos violentos que ocurren cuando la materia cae en un agujero negro supermasivo central.

La actividad de algunas de estas galaxias adquiere una forma particularmente espectacular: chorros -canales estrechos de materia ionizada y luminosa- se disparan desde las proximidades de los polos del agujero negro, extendiéndose a veces hasta decenas de millones de años luz.

Para Alicja Wierzcholska, autora principal de los análisis a largo plazo de las observaciones del mencionado blázar PKS 2155-304, “la variabilidad de los blázares es una característica que se conoce desde hace tiempo. Son capaces de emitir radiación no solo de diferentes maneras durante distintas observaciones, sino incluso dentro de la misma observación, cuando las variaciones en algunos rangos de energía pueden diferir de las de otros”.

Casi dos décadas de mediciones

Las observaciones de blázares se llevan a cabo desde hace varias décadas, pero sería difícil describirlas como un monitoreo preciso. En el caso de objetos tan variables, sería necesario utilizar numerosos instrumentos capaces de detectar radiación electromagnética en prácticamente todo el espectro energético, idealmente de forma continua, al menos para objetos seleccionados.

Sin embargo, tales observatorios simplemente no existen en la actualidad. Por lo tanto, la realidad es que los blázares individuales se observan generalmente cada pocos meses o años, como parte de campañas que no duran más de unos pocos días, y los datos recopilados se refieren a su actividad únicamente dentro de rangos de energía estrechos de radiación detectados por un instrumento específico.

El análisis que comentamos abarcó mediciones tomadas durante un período mucho más extenso: casi dos décadas. Los datos, que se complementaban entre sí en términos de rangos de energía, se obtuvieron de los observatorios satelitales estadounidenses: el Observatorio Swift de Neil Gehrels (en los rangos óptico, ultravioleta y de rayos X) y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi (en el rango de rayos gamma).

“La principal conclusión de nuestros análisis -explica Wierzcholska- es que los modelos teóricos más populares actualmente, que suponen que la radiación se emite dentro de una única zona de chorro por una única población de electrones, solo pueden describir la variabilidad de nuestro blázar en escalas de tiempo cortas. Sin embargo, es evidente que en este objeto está ocurriendo algo más complejo que las campañas de observación breves no pueden captar”.