Al centre de gairebé totes les gran galàxies hi ha un forat negre supermassiu, amb una massa de milions vegades superior a la del nostre Sol. Tot i la seua fama com a devorador de matèria, en determinades condicions poden fer just el contrari: expulsar partícules a una velocitat pròxima a la de la llum i formar uns dolls de plasma altament energètics anomenats jets relativistes. Els jets relativistes travessen distàncies enormes i poden influir en la formació d’estrelles i en el desenvolupament de galàxies senceres. La seua naturalesa extrema els converteix en laboratoris únics per a comprendre la física de l’univers primitiu.

Després de quatre anys d’èxits científics, com la participació en les observacions de l’Event Horizon Telescope, responsables de les primeres imatges d’un forat negre i de la zona on es formen els jets, la DFG ha decidit donar 4,75 milions d’euros per a continuar la investigació durant quatre anys més.

Manel Perucho, catedràtic d’Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València i Mercator Fellow de la col·laboració explica que “la renovació d’aquesta xarxa és molt important per a impulsar la recerca en la física de dolls extragalàctics, cada vegada més central en diferents camps de l’astrofísica i la cosmologia per la rellevància d’aquests objectes en la producció de radiació i neutrins d’alta energia, a més de la influència que té la seua evolució en la galàxia progenitora”.

El grup HERA (High-Energy and Relativistic Astrophysics) de la Universitat de València, liderat per Perucho, aporta a aquest projecte un treball en simulacions numèriques i de modelització de producció de radiació d’alta energia i d’interaccions doll-galàxia per tal d’estudiar-ne l’impacte.

“Comprendre aquests jets és essencial per a respondre preguntes bàsiques de l’astrofísica moderna i la decisió de la DFG reconeix la feina científica excepcional del grup i confirma el potencial d’aquest camp”, afirma el professor Matthias Kadler, portaveu del grup i catedràtic d’Astrofísica de la Universitat de Würzburg.

Nous reptes i tecnologies per als pròxims anys

Els científics participants persegueixen tres objectius clau: comprendre l’origen dels dolls, analitzar la composició i la radiació dels dolls i avaluar la influència dels dolls a l’univers en el desenvolupament de galàxies i cúmuls de galàxies senceres.

Així, per al proper període de finançament, el consorci se centrarà en tres línies d’investigació principals que tenen com a objectiu ampliar els límits del que es coneix actualment: en primer lloc l’astronomia de neutrins, que pretén estudiar les connexions entre els jets de forats negres i aquestes partícules gairebé indetectables; en segon lloc, l’evolució de l’univers primitiu, utilitzant jets llunyans com a far que permeten reconstruir les primeres galàxies i finalment, la tecnologia de nova generació, que contribuirà a l’impuls i desenvolupament de projectes com el telescopi bàvar Wetterstein, la xarxa LOFAR, el Cherenkov Telescope Array (CTA) o la xarxa global GMVA.

Una xarxa científica que abasta Europa

El projecte inclou experts de diversos camps de l’astrofísica, des de la modelització teòrica i les simulacions per ordinador fins a les observacions amb els millors telescopis del món. A més de la Universitat de Würzburg, també participen les Universitats d’Erlangen-Nuremberg, Hamburg i Heidelberg, i altres centres alemanys, com els instituts Max Planck de Radioastronomia a Bonn i Astronomia a Heidelberg, i el Sincrotró Electrònic Alemany (DESY) a Zeuthen. En l’àmbit internacional hi participen l’Open University al Regne Unit, IA-FORTH a Grècia i la Universitat de València.

Els grups de recerca DFG son programes que permeten que diversos equips interdisciplinaris treballen coordinadament durant diversos anys en reptes científics complexos, i hi aporten el recursos humans i materials necessaris per a assolir resultats de gran abast. La renovació del programa garanteix la continuïtat del treball conjunt i obre la porta a noves contribucions científiques d’impacte global.