Astrónomos detectan un chorro nuclear cerca del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

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Astrónomos detectan un chorro nuclear cerca del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea
Creemos que un agujero negro supermasivo se parecería a esta obra de arte. Crédito: NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital

Astrónomos han descubierto pruebas de que Sagitario A*, el agujero negro de 4 millones de masas solares situado en el centro de nuestra Vía Láctea, no es un monstruo dormido, sino que periódicamente tiene hipo al caer en él estrellas y nubes de gas.

"Sagitario A* es dinámicamente variable y actualmente está apagado", explica el Dr. Gerald Cecil, astrónomo de la Universidad de Carolina del Norte.

"Hemos reunido observaciones en varias longitudes de onda de diversos telescopios que sugieren que el agujero negro eructa minijets cada vez que se traga algo pesado, como una nube de gas".

En 2013, las pruebas de la existencia de un chorro meridional rechoncho cerca de Sagitario A* procedían de los rayos X detectados por el Observatorio Chandra de rayos X de la NASA y de las ondas de radio detectadas por el Karl G. Jansky Very Large Array de la NSF.

El Dr. Cecil y sus colegas tenían curiosidad por saber si también había un chorro contrario en el norte.

Primero observaron los espectros de archivo de moléculas como el alcohol metílico y el monosulfuro de carbono del Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA).

Los datos de ALMA revelaron un rasgo lineal estrecho y en expansión en el gas molecular que puede rastrearse al menos 15 años luz hasta el agujero negro.

Uniendo los puntos, los investigadores encontraron en las imágenes de longitud de onda infrarroja del Hubble una burbuja brillante y en expansión de gas caliente que se alinea con el chorro a una distancia de al menos 35 años luz del agujero negro. Sugieren que el chorro del agujero negro se ha estrellado contra él, inflando la burbuja.

Esta es una vista compuesta de rayos X, gas molecular y gas ionizado caliente cerca del centro de la Vía Láctea (el amarillo representa los datos del Hubble, el azul los datos del Chandra, el verde los datos de ALMA y el rojo los datos del VLA). Los rasgos de color naranja son de gas de hidrógeno brillante. Una de estas características, en el extremo superior del chorro, se interpreta como una nube de hidrógeno que ha sido golpeada por el chorro que sale. El chorro dispersa la nube en zarcillos que fluyen hacia el norte. Más abajo, cerca del agujero negro, se observan rayos X de gas sobrecalentado coloreado en azul y gas molecular en verde. Estos datos demuestran que el agujero negro ocasionalmente acumula estrellas o nubes de gas y expulsa parte del material sobrecalentado a lo largo de su eje de giro. El gráfico de un abanico blanco translúcido y vertical se añade para mostrar el eje sugerido de un mini-jet del agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Gerald Cecil, Universidad de Carolina del Norte / Joseph DePasquale, STScI.
Esta es una vista compuesta de rayos X, gas molecular y gas ionizado caliente cerca del centro de la Vía Láctea (el amarillo representa los datos del Hubble, el azul los datos del Chandra, el verde los datos de ALMA y el rojo los datos del VLA). Los rasgos de color naranja son de gas de hidrógeno brillante. Una de estas características, en el extremo superior del chorro, se interpreta como una nube de hidrógeno que ha sido golpeada por el chorro que sale. El chorro dispersa la nube en zarcillos que fluyen hacia el norte. Más abajo, cerca del agujero negro, se observan rayos X de gas sobrecalentado coloreado en azul y gas molecular en verde. Estos datos demuestran que el agujero negro ocasionalmente acumula estrellas o nubes de gas y expulsa parte del material sobrecalentado a lo largo de su eje de giro. El gráfico de un abanico blanco translúcido y vertical se añade para mostrar el eje sugerido de un mini-jet del agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Gerald Cecil, Universidad de Carolina del Norte / Joseph DePasquale, STScI.


Estos dos efectos residuales del chorro que se desvanece son la única evidencia visual de su impacto con el gas molecular. Al atravesar el gas, el chorro choca con el material y se dobla a lo largo de múltiples corrientes.

"Las corrientes se filtran desde el denso disco de gas de la Vía Láctea", explica el Dr. Alex Wagner, astrónomo de la Universidad de Tsukuba.

"El chorro pasa de ser un haz de lápiz a convertirse en zarcillos, como el de un pulpo".

Este chorro crea una serie de burbujas en expansión que se extienden hasta al menos 500 años luz.

Esta estructura de "burbuja de jabón" más grande ha sido cartografiada en varias longitudes de onda por otros telescopios.

A continuación, el equipo ejecutó modelos de supercomputadora de flujos de chorro en un disco simulado de la Vía Láctea, que reproducían las observaciones.

"Como en arqueología, se excava y se excava para encontrar artefactos cada vez más antiguos hasta que se encuentran los restos de una gran civilización", dijo el Dr. Cecil.

"Nuestro agujero negro central aumentó claramente su luminosidad al menos un millón de veces en el último millón de años. Eso fue suficiente para que un chorro se introdujera en el halo galáctico", añadió el Dr. Wagner.

Fuentes, créditos y referencias:

Gerald Cecil, Alexander Y. Wagner, Joss Bland-Hawthorn, Geoffrey V. Bicknell, Dipanjan Mukherjee. Tracing the Milky Way’s Vestigial Nuclear Jet. The Astrophysical Journal, 2021; 922 (2): 254 DOI: 10.3847/1538-4357/ac224f

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