Esta detallada visión muestra las partes centrales de la galaxia activa
cercana NGC 1433. La imagen con el tenue fondo azul, que muestra los rastros de
polvo centrales de esta galaxia, procede del telescopio espacial Hubble de
NASA/ESA. Las estructuras de colores cercanas al centro fueron obtenidas con
observaciones recientes de ALMA que han revelado, por primera vez, una forma
espiral, así como un inesperado chorro.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. CombesImágenes
Dos equipos internacionales de astrónomos han utilizado las capacidades de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudiar en detalle los chorros que emiten los enormes agujeros negros del centro de las galaxias y observar cómo afectan a su entorno. Han logrado, por un lado, la mejor imagen obtenida hasta el momento del gas molecular que rodea a un agujero negro cercano y poco activo y, por otro, han captado un inesperado destello de la base de un potente chorro cercano a un agujero negro distante.
En el centro de casi todas las galaxias del universo hay agujeros negros
supermasivos — con masas de más miles de millones de veces la masa del Sol —,
incluso en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. En un pasado remoto, estos
extraños objetos eran muy activos, engullendo enormes cantidades de material de
sus alrededores, resplandeciendo con un brillo cegador y eyectando diminutas
fracciones de esa materia a través de chorros extremadamente potentes. En el
universo actual, la mayor parte de los agujeros negros supermasivos son mucho
menos activos que en su juventud, pero la interacción entre los chorros y su
entorno aún sigue moldeando a las galaxias.
Dos nuevos estudios publicados hoy en la revista Astronomy &
Astrophysics, han utilizado ALMA para sondear los chorros de los 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 la existencia de una sorprendente estructura espiral en
el gas molecular cercano al centro de NGC 1433," afirma Françoise Combes
(Observatorio de París, Francia), autora principal del primer artículo.
"Esto explica cómo fluye el material hacia el interior para alimentar al
agujero negro. Con estas nuevas y precisas observaciones de ALMA hemos
descubierto un chorro de material que fluye fuera del agujero negro,
extendiéndose solo unos 150 años luz. Es el chorro molecular de este tipo más
pequeño observado hasta ahora en una galaxia externa".
El descubrimiento de este chorro, que está siendo arrastrado junto con el
chorro desde el agujero negro central, muestra cómo este tipo de chorros pueden
frenar la formación estelar y regular el crecimiento de los bulbos centrales de
las galaxias [1].
En PKS 1830-211, Ivan Martí-Vidal (Universidad Chalmers de Tecnología,
Observatorio Espacial de Onsala, Onsala, Suecia) y su equipo también han
observado y agujero negro supermasivo con un chorro, pero este es mucho más
brillante y activo y se encuentra en el Universo temprano [2]. Esto
resulta inusual ya que su brillante luz, en su camino hacia la Tierra, topa con
una galaxia masiva, dividiéndose en dos imágenes debido a la lente gravitatoria
[3].
De vez en cuando, de repente los agujeros negros supermasivos engullen una
gran cantidad de masa [4], lo que aumenta la potencia de los chorros y provoca que
la radiación aumente a las energías más altas. Ahora, ALMA ha captado, por
casualidad, uno de estos eventos en PKS 1830-211.
"Observar con ALMA este caso de “indigestión” de un agujero negro ha
sido totalmente casual. Estábamos observando PKS 1830-211 con otros fines y
entonces detectamos sutiles cambios de color e intensidad en las lentes
gravitatorias. Tras estudiar con detalle este comportamiento inesperado llegamos
a la conclusión de que estábamos observando, por un golpe de suerte, en el
momento adecuado, justo cuando nueva materia fresca entraba en la base del
chorro del agujero negro", afirma Sebastien Muller, uno de los coautores
del segundo artículo.
El equipo también quiso saber si este violento evento fue captado por otros
telescopios y se sorprendieron al detectar una clara señal en rayos gamma
gracias a las observaciones de monitorización del satélite Fermi-LAT. El proceso que causó el aumento de radiación en
longitudes de onda largas, captadas por ALMA, fue también el responsable del
gran aumento de brillo en el chorro, alcanzando las energías más altas que
pueden obtenerse en el Universo [5].
"Es la primera vez que se establece una conexión tan evidente entre los
rayos gamma y las ondas de radio submilimétricas partiendo de la observación del
chorro de un agujero negro", añade Sebastien Muller.
Las dos nuevas observaciones son solo el inicio de las investigaciones de
ALMA en torno a los trabajos relacionados con los chorros de agujeros negros
supermasivos, tanto cercanos como distantes. El equipo de Combes ya está
estudiando otras galaxias activas cercanas con ALMA, y se espera que el singular
objeto PKS 1830-211 sea el centro de muchas otras investigaciones futuras con
ALMA y otros telescopios.
"Aún queda mucho por conocer acerca de cómo los agujeros negros pueden
crear esos enormes y energéticos chorros de materia y radiación", concluye
Ivan Martí-Vidal. “Pero los nuevos resultados, obtenidos incluso antes de
que se completara la construcción de ALMA, muestran que es una potente
herramienta, única para sondear estos chorros — ¡y los descubrimientos no han
hecho más que empezar!".
Notas
[1] Este procesos, denominado retroalimentación
(feedback en inglés), puede explicar la misteriosa relación entre la
masa de un agujero negro en el centro de una galaxia y la masa del bulbo que lo
rodea. El agujero negro acreta gas y crece de forma más activa, pero entonces
produce chorros que limpian de gas las regiones circundantes y frenan la
formación estelar, parándola.
[2] PKS 1830-211 tiene un desplazamiento al rojo de 2.5, lo
cual significa que su luz ha tenido que viajar unos 11 billones de años antes de
llegar hasta nosotros. La luz que vemos fue emitida cuando el Universo tenía tan
solo un 20% de su edad actual. Haciendo una comparación, la luz de NGC 1433 solo
tarda unos 30 millones de años en alcanzar la Tierra, un tiempo muy corto en
términos galácticos.
[3] La teoría de la Relatividad General de Einstein predice que
los rayos de luz se desviarán al pasar cerca de un objeto masivo como una
galaxia. Este efecto se denomina lente gravitatoria y, desde su primera
confirmación en 1979, se han descubierto numerosos efectos de lente
gravitatoria. La lente puede crear múltiples imágenes además de distorsionar y
aumentar las fuentes de luz del fondo.
[4] El material que cae podría ser una estrella o una nube
molecular. Este tipo de evento, con una nube cayendo, ya ha sido observado en el
centro de la Vía Láctea (eso1151, eso1332).
[5] Esta energía se emite como rayos gamma, la longitud de onda
más corta y la energía más potente en forma de radiación electromagnética.
Información adicional
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una
instalación astronómica internacional, es una colaboración entre Europa, América
del Norte y Asia Oriental en cooperación con la República de Chile. ALMA está
financiado en Europa por ESO, en América del Norte por la fundación Nacional de
Ciencia de los Estados Unidos (NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de
Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencias (NSC) de Taiwán
(NSC); y en Asia Oriental por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales
de Japón (NINS) en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán. La
construcción y operaciones de ALMA en Europa están lideradas por ESO; en América
del Norte por el National Radio Astronomy Observatory (NRAO),
gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI); y en Asia Oriental
por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Joint ALMA
Observatory (JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del
liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operación de
ALMA..
Estos trabajos de investigación se presentan en dos artículos, “ALMA
observations of feeding and feedback in nearby Seyfert galaxies: an AGN-driven
outflow in NGC1433”, por F. Combes et al., y “Probing the jet base of the blazar
PKS 1830−211 from the chromatic variability of its lensed images: Serendipitous
ALMA observations of a strong gamma-ray flare”, por I. Martí-Vidal et al. Ambos
artículos aparecen en la revista Astronomy & Astrophysics.
El primer equipo está compuesto por F. Combes (Observatorio de París,
Francia), S. García-Burillo (Observatorio de Madrid, España), V. Casasola
(INAF–Instituto de Radioastronomía, Milán, Italia), L. Hunt (INAF–Observatorio
Astrofísico de Arcetri, Florencia, Italia), M. Krips (IRAM, Saint Martin d’Hère,
France), A. J. Baker (Rutgers, Universidad estatal de New Jersey, Piscataway,
EE.UU.), F. Boone (CNRS, IRAP, Toulouse, Francia), A. Eckart (Universität zu
Köln, Alemania), I. Márquez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada,
España), R. Neri (IRAM), E. Schinnerer (Instituto Max-Planck de Astronomía,
Heidelberg, Alemania) y L. J. Tacconi (Instituto Max-Planck de Física
Extraterrestre, Garching, Múnich, Alemania).
El segundo equipo está compuesto por I. Martí-Vidal (Universidad Chalmers de
Tecnología, Observatorio Espacial de Onsala, Onsala, Suecia), S. Muller
(Onsala), F. Combes (Observatorio de París, Francia), S. Aalto (Onsala), A.
Beelen (Instituto de Astrofísica Espacial, Universidad Paris-Sur, Francia), J.
Darling (Universidad de Colorado, Boulder, EE.UU.), M. Guélin (IRAM, Saint
Martin d’Hère, Francia; Ecole Normale Supérieure/LERMA, París, Francia), C.
Henkel (Instituto Max-Planck de Radioastronomía [MPIfR], Bonn, Alemania;
Universidad King Abdulaziz, Jeddah, Arabia Saudí), C. Horellou (Onsala), J. M.
Marcaide (Universidad de Valencia, España), S. Martín (ESO, Santiago, Chile), K.
M. Menten (MPIfR), Dinh-V-Trung (Academia de Ciencia y Tecnología de Vietnam,
Hanoi, Vietnam) y M. Zwaan (ESO, Garching, Alemania).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y
el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de
quince países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia,
Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y
Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción
y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a
los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también
desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en
investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación
únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el
Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y
dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo
Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio
de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope,
Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado
exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de
un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en
desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large
Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39
metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros
de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés),
que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los
países miembros de ESO y de otras naciones.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
Imágenes
Visión de amplio campo de la región del cielo que
rodea a la galaxia activa distante PKS 1830-211
Videos
Impresión artística de las observaciones de ALMA
de un agujero negro supermasivo con efecto de lente gravitatoria
Ver también
Enlaces
- Artículos científicos: Combes et al. & Marti-Vidal et al.
Contactos
J. Miguel Mas Hesse
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, España
Tlf.: (+34) 918131196
Correo electrónico: mm@cab.inta-csic.es
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Madrid, España
Tlf.: (+34) 918131196
Correo electrónico: mm@cab.inta-csic.es
Françoise Combes
Observatoire de Paris, LERMA
Paris, France
Tlf.: +33 1 4051 2077
Correo electrónico: francoise.combes@obspm.fr
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Paris, France
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Ivan Martí-Vidal
Chalmers University of Technology
Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden
Tlf.: +46 31 772 5557
Correo electrónico: ivan.marti-vidal@chalmers.se
Chalmers University of Technology
Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden
Tlf.: +46 31 772 5557
Correo electrónico: ivan.marti-vidal@chalmers.se
Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
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Garching bei München, Germany
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Correo electrónico: rhook@eso.org
Esta es una
traducción de la nota de prensa de ESO eso1344.
ESO
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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