Por Demetra De Cicco, investigadora postdoctoral del MAS
Un núcleo galáctico activo (AGN, por sus siglas en inglés) es una región muy brillante y compacta en el centro de una galaxia. El concepto es relativamente reciente y fue desarrollado sólo después de que los astrónomos pudieron resolver un problema bastante común. Lo que se ve de una fuente astronómica comúnmente depende de la región de longitud de onda que se está observando: si se mira la misma fuente en rayos X, en la óptica o en longitudes de onda infrarrojas, se pueden ver cosas muy diferentes.
Desde la década de los 40, varias observaciones permitieron a los astrónomos definir y caracterizar algunos nuevos tipos de objetos, como las galaxias Seyfert y cuásares. Las primeras parecían galaxias con núcleos muy brillantes, mientras que los cuásares parecían estrellas (en realidad, su nombre es una contracción de “fuentes de radio cuasi-estelares” por su traducción al inglés).
Fue sólo después de cincuenta años que alguien supuso que, tal vez, esos objetos con diferentes nombres estaban relacionados y que las diferencias entre las distintas clases dependían en gran medida de las ventanas de longitud de onda desde las que mirábamos y, también, de las diferentes perspectivas.
Esto llevó a la definición de un modelo unificado que describe varios tipos de fuentes con diferentes propiedades, AGNs: lo que tienen en común es su emisión nuclear, que no se origina en las estrellas. Hoy por hoy, la hipótesis más aceptada supone que las galaxias albergan un agujero negro supermasivo en sus centros y que la luz del AGN se debe a que la materia es atraída gravitatoriamente por el agujero negro y cae hacia él; en esta caída la materia se calienta por fricción, por lo que emite luz, y por lo tanto declaramos que el agujero negro está activo. Las galaxias Seyfert, cuásares y otros tipos de fuentes se consideran hoy en día como AGN con diferentes características.
Varios estudios realizados en las últimas décadas han demostrado que existen algunas relaciones entre algunas propiedades de las galaxias y algunas propiedades de los agujeros negros en sus centros; además, han demostrado que, probablemente, cada agujero negro en el centro de una galaxia cambia a “activo”, en algún momento de su vida. Esto significa que, si queremos aprender más sobre la evolución de las galaxias, necesitamos saber más sobre los agujeros negros que albergan y, en particular, sobre su actividad.
Junto con mi grupo de investigación, actualmente estoy trabajando en un proyecto cuyo objetivo es encontrar AGN, en vista de futuros surveys de campo amplio: éstas proporcionarán una cantidad de datos sin precedentes, por lo que es muy importante que encontremos métodos eficaces para seleccionar AGN, ya que habrá mucho con lo que tratar.
Hasta ahora mi trabajo se ha centrado en un área del cielo tan grande como cuatro lunas llenas; se llama COSMOS (llamado así por su primer estudio de observación). Desde luego, el cielo es mucho más grande que eso (41.000 veces las cuatro lunas anteriormente mencionadas), pero hay una gran ventaja en esta búsqueda de AGN en COSMOS: esta área ha sido observada en casi todas las longitudes de onda, por lo que hay mucha información sobre las fuentes que se logre encontrar en la región, en todas las longitudes de onda que se pueda necesitar.
Busco AGN en base a una de sus propiedades más relevantes: su emisión no es constante, sino que varía con el tiempo. Las variaciones tienen diferentes propiedades dependiendo de la longitud de onda; pueden ser más o menos relevantes, y se producen en diferentes escalas de tiempo; mi análisis se centra en la variabilidad óptica, que generalmente ya se puede detectar tras unos pocos meses de observaciones.
Las observaciones del campo que comprende COSMOS y que he estado utilizando para mi análisis provienen del VLT Survey Telescope (VST), que nació después de un proyecto napolitano (Nápoles es mi ciudad natal, en Italia), pero que se encuentra en Cerro Paranal (parecido a mí, ¡un italiano en Chile!). El VST observó el campo COSMOS durante más de tres años y hay unas 60 imágenes del campo tomadas en diferentes momentos (a estas las llamamos “épocas”). Al comparar las imágenes y derivar las propiedades físicas de cada fuente en las distintas épocas, podemos identificar las que varían.
Seleccioné el 5% de las fuentes que son más variables en mi muestra de objetos y luego utilicé la información proveniente de catálogos de fuentes disponibles en varias longitudes de onda para confirmar la naturaleza de tantos candidatos como pude.
Resulta que el método es muy eficiente, ya que se ha confirmado que el 84% de las fuentes de variables ópticas son AGN. Los resultados se ven afectados por el número de épocas que se tiene y también por el desfase temporal que se puede cubrir con las observaciones.
Utilizaremos nuestros hallazgos, como así también nuestro método de selección, para estimar lo que podríamos obtener de las observaciones de instrumentos más avanzados, como el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que se espera que esté operativo en unos pocos años. El LSST nos entregará enormes cantidades de datos, con millones de fuentes que se observarán cada noche y será una revolución para la astronomía, permitiéndonos estudiar el Universo de una nueva forma y más profundidad.
