Un equipo de científicos está asombrado al haber descubierto que regiones brillantes y turbulentas de galaxias, llamadas núcleos galácticos activos, que funcionan alimentando motores de agujeros negros supermasivos, podrían ser el lugar de nacimiento de millones de planetas. Y estas regiones son brillantes. A menudo eclipsan la luz combinada de todas las estrellas de su galaxia de origen.
Los núcleos galácticos activos (AGN) se producen cuando los agujeros negros supermasivos están rodeados por grandes cantidades de gas y polvo que se arremolinan a su alrededor en nubes aplanadas con forma de plato llamadas discos de acreción. Estos discos de acreción alimentan gradualmente algo de materia al agujero negro. Mientras tanto, otra materia es canalizada hacia los polos del agujero negro, desde donde es expulsada en forma de chorros de plasma de alta energía que viajan a velocidades cercanas a la de la luz. La inmensa gravedad de los agujeros negros supermasivos centrales, que tienen masas de millones o incluso miles de millones de veces la del Sol, genera una intensa fricción en el gas y el polvo dentro de los discos de acreción, lo que hace que brillen intensamente en todo el espectro electromagnético.
El descubrimiento es tan sorprendente porque, aunque los AGN son ricos en gas y polvo (los componentes básicos de los planetas), las condiciones turbulentas dentro de los discos generalmente no se considerarían ideales para la formación de planetas. Sin embargo, los bordes de estos discos pueden tener temperaturas y condiciones similares a las de los discos protoplanetarios de formación de planetas que se encuentran alrededor de estrellas jóvenes. Con el tiempo, ¿podría acumularse suficiente polvo y convertirse en planetas?
Para investigar esta posibilidad, estos científicos crearon un modelo informático de un agujero negro supermasivo y su disco de acreción y añadieron datos sobre las condiciones en los bordes de estos discos. Luego observaron la rapidez con la que el polvo se acumulaba y cómo crecían los planetas en ciernes a lo largo de millones de años.
“Descubrimos que millones de planetas con la masa de Júpiter podrían formarse a una distancia de decenas de pársecs [one parsec is around 3.3 light-years] “Estos son gigantes de polvo que exceden la masa de Júpiter. Parecerán bolas de lava”.
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Mishra añadió que debido a que el disco alrededor de un agujero negro supermasivo AGN es más rico en gas en comparación con los que existirían alrededor de una estrella como el Sol durante su infancia, el potencial de formación de planetas aumenta desde unos pocos mundos posibles alrededor de estrellas hasta tal vez millones de planetas alrededor de un agujero negro supermasivo. Explica que el mecanismo subyacente de la formación de planetas alrededor de agujeros negros supermasivos sería un fenómeno llamado “inestabilidad de flujo” que permite que se formen múltiples filamentos grandes de polvo. Estos son los lugares de nacimiento de una gran cantidad de planetas. Esto eventualmente lleva a que millones de planetas acechen en las afueras de un disco AGN.
Sin embargo, estos planetas pueden abandonar sus nidos con bastante rapidez. La estimación del equipo confirma que estos son planetas estables, pero si bien estos planetas sobrevivirán, probablemente migrarán radialmente alejándose del agujero negro supermasivo y del borde del AGN.
“¡Estábamos asombrados! Esto no se había encontrado en el contexto del disco AGN antes de usar un modelo de inestabilidad de transmisión”, dijo Mishra. “Mi colega Wladimir Lyra, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Nuevo México (NMSU), es mundialmente conocido en el campo de la formación de planetas, y ambos quedamos totalmente asombrados cuando notamos este rango de masa y tamaño de formación de planetas”.
Mishra añadió que las afueras de los discos AGN no se comprenden muy bien, lo que significa que los hallazgos del equipo podrían ayudar a desarrollar una imagen mucho más clara de los corazones de las galaxias activas. Por supuesto, aún es temprano para la teoría del equipo, y la detección de planetas alrededor de agujeros negros supermasivos sería una confirmación útil de la conclusión del equipo. Una herramienta útil en esta investigación sería la curvatura y amplificación de la luz de un objeto de fondo que ocurre cuando un objeto masivo de primer plano se sitúa entre él y la Tierra, un fenómeno conocido como lente gravitacional.
“Las lentes gravitacionales podrían ayudar a identificar el grupo de estos planetas en las afueras del disco AGN. Sin embargo, encontrar un AGN de este tipo no es fácil a menos que tengamos suerte”, concluyó Mishra. “Creo que podríamos detectar estos planetas, pero tenemos que estudiar este modelo más a fondo”.
Una versión preimpresa de la investigación del equipo está disponible en el sitio de depósito de documentos arXiv.