¿Alguna vez se preguntó cómo sería observar lo que le sucede a una galaxia cerca de un agujero negro? Para todos los que recordamos esa maravillosa película de Disney, sería una experiencia notable, si no hipnótica. Ahora, gracias a las poderosas herramientas de observación del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), dos equipos internacionales de astronomía han tenido la oportunidad de estudiar los chorros de agujeros negros cerca de sus núcleos galácticos y ver cómo impactan en su vecindario. Los investigadores han capturado la mejor vista hasta ahora de una nube de gas molecular que rodea un agujero negro cercano e inactivo y recibieron una mirada sorpresa en la base de un enorme avión cerca de uno distante.
Estos no son pesos ligeros. Los agujeros negros que los astrónomos están estudiando pesan en varios miles de millones de masas solares y hacen de sus hogares el centro de casi todas las galaxias del Universo, incluida la Vía Láctea. Érase una vez, estos enigmáticos fenómenos galácticos eran criaturas ocupadas. Absorbieron grandes cantidades de materia de su entorno, brillando como faros brillantes. Estos primeros agujeros negros empujaron pequeñas cantidades de la materia que absorbieron a través de chorros altamente potentes, pero sus contrapartes actuales no son tan activos. Si bien las cosas pueden haber cambiado un poco con el tiempo, la correlación de los chorros de agujeros negros y sus alrededores aún juegan un papel crucial en la evolución de las galaxias. En los últimos estudios, ambos publicados hoy en la revista Astronomy & Astrophysics, los astrónomos emplearon ALMA para investigar chorros de agujeros negros a escalas muy diferentes: un agujero negro cercano y relativamente tranquilo en la galaxia NGC 1433 y un objeto muy distante y activo llamado PKS 1830-211.
"ALMA ha revelado una sorprendente estructura en espiral en el gas molecular cerca del centro de NGC 1433", dice Françoise Combes (Observatoire de Paris, Francia), quien es el autor principal del primer artículo. “Esto explica cómo fluye el material para alimentar el agujero negro. Con las nuevas y agudas observaciones de ALMA, hemos descubierto un chorro de material que fluye desde el agujero negro, extendiéndose por solo 150 años luz. Este es el flujo molecular más pequeño jamás observado en una galaxia externa ".
¿Necesitas comentarios? Bueno, así es exactamente como se llama este proceso. La "retroalimentación" puede iluminarnos sobre la relación entre la masa del agujero negro y la masa del bulto galáctico circundante. El agujero negro consume gas y se activa, pero luego crea chorros que purgan el gas de su proximidad. Esto detiene la formación de estrellas y controla el crecimiento de la protuberancia central. En PKS 1830-211, Ivan Marti-Vidal (Universidad Tecnológica de Chalmers, Observatorio Espacial Onsala, Onsala, Suecia) y su equipo presenciaron un agujero negro supermasivo con un chorro, "pero mucho más brillante y más activo en el universo primitivo. Es inusual porque su luz brillante atraviesa una galaxia masiva que interviene en su camino hacia la Tierra, y se divide en dos imágenes por lentes gravitacionales ".
¿Son los agujeros negros supermasivos comedores desordenados? Usted apuesta. Ha habido ocasiones en que un agujero negro supermasivo consumirá inesperadamente una cantidad asombrosa de masa que, a su vez, carga turbo la potencia de los chorros e ilumina la salida de radiación hasta el pináculo de la producción de energía. Esta energía se emite en forma de rayos gamma, la longitud de onda más corta y la forma de energía más alta de radiación electromagnética. Y ahora ALMA, por casualidad, captó uno de estos eventos como sucedió en PKS 1830-211.
“La observación de ALMA de este caso de indigestión de agujero negro ha sido completamente fortuita. Observamos PKS 1830-211 para otro propósito, y luego vimos cambios sutiles de color e intensidad entre las imágenes de la lente gravitacional. Una mirada muy cuidadosa a este comportamiento inesperado nos llevó a la conclusión de que estábamos observando, por casualidad, justo en el momento en que entraba materia nueva en la base del agujero negro ", dice Sebastien Muller, un co -autor del segundo trabajo.
Como con todas las observaciones astronómicas, la clave del descubrimiento es la confirmación. ¿Los hallazgos de ALMA aparecen en otras observaciones telescópicas? La respuesta es sí. Gracias a las observaciones de monitoreo con el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, hubo una firma definitiva de rayos gamma exactamente donde debería estar. Lo que fue responsable de la ampliación de la radiación en las largas longitudes de onda de ALMA también fue responsable de hacer que la luz de la llamarada del chorro del agujero negro fuera impresionante.
"Esta es la primera vez que se establece una conexión tan clara entre los rayos gamma y las ondas de radio submilimétricas que provienen de la base real del chorro de un agujero negro", agrega Sebastien Muller.
Sin embargo, no es el final de la historia. Es sólo el comienzo. ALMA continuará investigando el misterioso funcionamiento de los chorros de agujeros negros supermasivos, tanto cerca como lejos. Combes y su equipo de investigación ya están observando galaxias activas cercanas con ALMA, e incluso un objeto único catalogado como PKS 1830-211. La investigación continuará y con ella algún día tendremos respuestas a muchas preguntas.
"Todavía queda mucho por aprender sobre cómo los agujeros negros pueden crear estos enormes chorros energéticos de materia y radiación", concluye Ivan Marti-Vidal. "Pero los nuevos resultados, obtenidos incluso antes de que se completara ALMA, muestran que es una herramienta única y poderosa para probar estos chorros, ¡y los descubrimientos apenas comienzan!"
Fuente original de la historia: Comunicado de prensa de ESO.
