El proyecto POLAMI revela por primera vez la presencia de luz polarizada circularmente en núcleos activos de galaxias

Puesto en marcha desde 2006, POLAMI supone el primer estudio a largo plazo en luz polarizada en longitudes de onda milimétrica de una muestra de AGNs, lo que permitirá afrontar algunas de las incertidumbres sobre estos objetos.

"Entre estas incertidumbres destacan varias relacionadas con los chorros de partículas que libera el AGN, y que nos remiten a sus regiones más internas y menos exploradas", señala el investigador del IAA-CSIC Iván Agudo, que encabeza el proyecto. "Desconocemos, por ejemplo, la composición del material de los chorros o qué modelo explica mejor los procesos que subyacen en su formación, aceleración y colimación, y una de las vías para responder a estas preguntas reside en estudiar estos objetos en luz milimétrica polarizada", añade.

Los AGNs pueden emitir de forma continua más de cien veces la energía de todas las estrellas de una galaxia como la Vía Láctea, lo que se atribuye a la existencia de un agujero negro supermasivo rodeado de un disco de materia que lo alimenta, y del que emergen dos chorros de partículas a una velocidad próxima a la de la luz.

La luz que se recibe del universo es el resultado de la superposición desordenada de muchas ondas electromagnéticas que vibran aleatoriamente, es decir, luz no polarizada. Bajo algunas circunstancias, la luz de algunos astros vibra preferentemente en un plano, lo que da lugar a luz polarizada linealmente; en otras, la luz dibuja una trayectoria similar a la de un muelle, dando lugar a polarización circular.

El tipo de polarización y su variabilidad en el tiempo se relaciona, en el caso de las regiones más internas de los AGNs, con la dinámica y evolución del plasma que forma los chorros, de modo que una monitorización detallada de una muestra de objetos durante periodos que comprenden desde semanas hasta varios años puede aportar respuestas a las cuestiones abiertas.

POLAMI busca cubrir las carencias en los datos disponibles, que apenas contemplan el estudio de la polarización circular de la luz de los AGNs o de la evolución de los chorros en escalas de tiempo inferiores a meses, y que tampoco han explorado intensivamente estos objetos en ondas milimétricas cortas.

LA MUESTRA: 37 AGNs

La muestra de objetos del proyecto incluye 37 núcleos activos de galaxias, la mayoría de ellos blázares, un tipo de AGN especialmente luminoso debido a que su orientación permite ver los chorros casi de frente. Las observaciones, que se llevaron a cabo desde el radiotelescopio del Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) de treinta metros situado en Sierra Nevada (Granada), se programaron en sesiones de entre cuatro y seis horas y se distribuyeron a lo largo de un total de ocho años.

"El programa empezó en 2006 siendo el pequeño proyecto de un grupo de investigadores en el IAA y en IRAM, pero en estos doce años ha pasado a convertirse en una colaboración internacional consolidada compuesta por más de veinte investigadores en seis centros de cinco países", informa Iván Agudo, que subraya que los resultados que se publican ahora suponen un hito para el proyecto.

La detección de luz polarizada en ondas milimétricas cortas limita los mecanismos que pueden producirla. Estos mecanismos se relacionan con la propia configuración del AGN: el disco de materia que alimenta el agujero negro se halla en rotación, y las líneas de campo magnético se "enrollan" formando una estructura helicoidal que confina y acelera las partículas de los chorros. "Los datos apuntan a que la polarización circular se produce por conversión de la polarización lineal en la estructura helicoidal de los chorros", apunta Thum (IRAM).

Los resultados muestran también variaciones en la polarización circular de la luz, tanto a corto como a largo plazo, cuyas causas están siendo estudiadas, y también apuntan a la existencia de varias regiones de emisión a lo largo de los chorros.

"Creemos que los resultados de nuestro programa supondrán un punto de partida importante para abrir nuevos campos de investigación para el conocimiento de los chorros en núcleos activos de galaxias, en concreto en lo que respecta a las propiedades y composición del plasma que los forma en sus regiones próximas agujero negro supermasivo central", concluye Iván Agudo (IAA-CSIC).