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Impactante explosión de un agujero negro supermasivo cercano a la Tierra

Astrónomos han creado la imagen más completa de una explosión de agujero negro supermasivo, el más cercano a la Tierra que se encuentra activo alimentándose de material galáctico. La imagen detallada las emisiones de radio del material expulsado a casi la velocidad de la luz. Muestra lóbulos gigantescos de plasma que se extienden a más de un millón de años luz desde el centro de su galaxia natal conocida como Centaurus A.

Centaurus A es una de las galaxias más cercanas a la nuestra. De hecho, es la quinta galaxia más brillante desde la perspectiva terrestre, pues se encuentra a 12 millones de años luz de nuestro planeta. Y como en muchos casos estudiados, en su centro se ubica un agujero negro supermasivo que se alimenta activamente, uno de los más cercanos a la Tierra. Es un monstruo galáctico que tiene la masa de 55 millones de soles, una cantidad exorbitante de material contenido dentro de su horizonte de sucesos.

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Esta imagen muestra la galaxia en longitudes de onda de radio, revelando vastos lóbulos de plasma que llegan mucho más allá de la galaxia visible, que ocupa solo un pequeño parche en el centro de la imagen. Ben McKinley, ICRAR / Curtin y Connor Matherne, Universidad Estatal de Louisiana.[/caption]

Pero así como devora gas, polvo y otros materiales de Centaurus A, el agujero negro supermasivo también expulsa material galáctico en forma de chorros poderosos, dando forma a la especie de explosión de burbujas que puede observarse en la imagen detallada.

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Una imagen sin precedentes

Los investigadores del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía utilizaron el telescopio Murchison Widefield Array (MWA) para capturar la imagen sin precedentes. Dicho instrumento de observación se ubica al interior de Australia Occidental, un sitio sin interferencias de radio. Gracias a esto posee un gran campo de visión para capturar señales de radio provenientes desde las lejanías del Universo.

La imagen que retrata la explosión del agujero negro supermasivo, está compuesta por observaciones de radio, rayos X y ópticas. Así lo explicó Benjamin McKinley, del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía y autor principal de la investigación que describe a detalle la erupción.

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En la imagen de abajo se pueden apreciar tres colores distintos que forman dos burbujas enormes alrededor de la galaxia Centaurus A contenida únicamente en el centro de la imagen. Las regiones vistas en coloración naranja provienen de un gas caliente, emisor de rayos X. Mientras que las partes en violeta son hidrógeno neutro de temperatura fría. Ambos elementos están interactuando a su vez con el plasma de radio emitido por el agujero negro que se muestra en coloración azul. Y finalmente los tonos rojos revelan las llamadas líneas espectrales H-alfa que son características del hidrógeno que está cediendo electrones.

[caption id="attachment_113995" align="aligncenter" width="1024"]

Connor Matherne, Universidad Estatal de Louisiana (Óptica / Halpha), Kraft et al. (Rayos X), Struve et al. (Hola), Ben McKinley, ICRAR / Curtin. (Radio).[/caption]

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La confirmación de una nueva teoría

Para poner en contexto la gran cantidad de espacio que se observa en la imagen, cabe resaltar que los puntos luminosos al fondo no son estrellas. Se trata en realidad de otras galaxias circundantes, aunque muy lejanas a Centaurus A. La imagen en su totalidad es innovadora pues con anterioridad no se había podido obtener con tal detalle la explosión de un agujero negro. Según los investigadores, supera las limitaciones anteriores que mostraban imágenes borrosas. En cambio, el nuevo gráfico está dando información valiosa a los astrofísicos. Gracias a ella se pudo corroborar la teoría conocida como ‘acreción fría caótica’ (CCA).

En dicha teoría se propone que "las nubes de gas frío se condensan en el halo galáctico y llueven sobre las regiones centrales, alimentando el agujero negro supermasivo". Así lo explicó Massimo Gaspari, coautor de la investigación. Como consecuencia “el agujero negro reacciona vigorosamente lanzando energía de regreso a través de chorros de radio que inflan los lóbulos espectaculares que vemos en la imagen. Este estudio es uno de los primeros en sondear con tanto detalle el 'clima' de CCA multifase rango de escalas", finalizó.

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Referencias:
McKinley, B. Tingay, S.J. Gaspari, M. (2021). Multi-scale feedback and feeding in the closest radio galaxy Centaurus A. Nature Astronomy. DOI

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