Un brillante quásar, impulsado por un agujero negro supermasivo, emite radiación que aleja las nubes de gas de su entorno para generar vientos que alcanzan velocidades de alrededor de 36 millones de millas por hora (58 millones de kilómetros por hora). Ah, y el cuásar también es casi tan antiguo como el universo mismo.
El descubrimiento, realizado por un equipo de científicos dirigido por astrónomos de la Universidad de Wisconsin-Madison, muestra el papel que desempeña alimentando agujeros negros supermasivos en el corazón de los llamados “núcleos galácticos activos,” o “AGN”, pueden contribuir a esculpir las galaxias más amplias que los rodean.
Los investigadores llegaron a sus conclusiones utilizando ocho años de datos sobre el cuásar SBS 1408+544, situado a 13 mil millones de años luz de distancia en la constelación. botas. Estos datos fueron recopilados por el Proyecto de Mapeo de Reverberación Black Hole Mapper llevado a cabo por el Encuesta Sloan Digital Sky (SDSS). La luz de SBS 1408+544 viaja a la Tierra desde hace 13 mil millones de años; eso es casi tanto tiempo como ha existido el universo de 13.800 millones de años.
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Mientras agujeros negros supermasivos Se cree que en el corazón de la mayoría de las galaxias existen soles con masas equivalentes a millones, o a veces miles de millones, pero no todos se encienden. cuásares. Los agujeros negros de cuásares están rodeados de materia en una nube aplanada y arremolinada llamada “disco de acreción” que poco a poco les va alimentando de material.
La inmensa influencia gravitacional del supermasivo central de un cuásar agujero negro provoca fricción y fuerzas de marea que calientan la materia del disco de acreción, provocando que brille intensamente. Además, la materia que no llega al agujero negro supermasivo es canalizada hacia los polos del titán cósmico mediante potentes campos magnéticos, donde es acelerada a velocidades cercanas a la de la luz y expulsada en forma de explosión. chorros altamente colimados. Estos chorros duales de cada polo del agujero negro también van acompañados de emisiones de radiación electromagnética.
Esta radiación no sólo hace que algunos quásares sean más brillantes que la luz combinada de cada estrella en las galaxias que los rodean, sino que esta luz también da forma a esas galaxias y ofrece un indicador útil para que los astrónomos midan la influencia que los agujeros negros tienen en las galaxias en general.
“El material en ese [accretion] “El disco siempre cae en el agujero negro, y la fricción de ese tirón y tirón calienta el disco y lo vuelve muy, muy caliente y muy, muy brillante”, dijo en un comunicado la líder del equipo y profesora de astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison, Catherine Grier. declaración “Estos cuásares “Son realmente luminosos, y debido a que hay un amplio rango de temperaturas desde el interior hasta las partes más alejadas del disco, su emisión cubre casi todo el espectro electromagnético”.
La luz brillante de este cuásar en particular permitió a Grier y sus colegas rastrear vientos de carbono gaseoso. Esto se hizo midiendo espacios en el amplio espectro de radiación electromagnética emitida por el cuásar, lo que indicaba que la luz estaba siendo absorbida por Átomos de carbón.
El equipo descubrió que cada vez que midieron este espectro de absorción en 130 observaciones de SBS 1408+544, había un cambio desde la posición correcta de la “sombra” de absorción de carbono. Esto aumentó con el tiempo a medida que la radiación del quásar alejó el material que lo rodeaba. Este material formó los vientos del agujero negro supermasivo que alcanzaron velocidades de hasta 36 millones de millas por hora (58 millones de kilómetros por hora), que es aproximadamente 45.000 veces la velocidad del sonido.
“Ese cambio nos dice que el gas se está moviendo rápido, y cada vez más rápido”, dijo el colíder del equipo y graduado en astronomía de la Universidad de Wisconsin-Madison, Robert Wheatley. “El viento se está acelerando porque está siendo empujado por la radiación que sale del disco de acreción”.
Los científicos sospechaban que habían detectado vientos acelerados de agujeros negros supermasivos antes, pero esta es la primera vez que la observación está respaldada por pruebas contundentes. Semejante vientos cósmicos son de gran interés para los astrónomos porque el gas que mueven sirve como componente básico de las estrellas. Eso significa que, si los vientos de los agujeros negros son lo suficientemente potentes, pueden interrumpir la formación de estrellas, con lo que “matando” a sus galaxias anfitrionas. También pueden privar de combustible a los agujeros negros supermasivos centrales, poniendo fin a sus días como máquinas de quásares.
Eso podría convertir una galaxia activa en una galaxia tranquila como la vía Lácteaque, además de formar estrellas a un ritmo muy lento, también tiene en su centro un agujero negro “gigante dormido”. Sagitario A* (Sgr A*), nuestro agujero negro, está rodeado de tan poca materia que su dieta de gas y polvo equivale a que un humano comiera un grano de arroz cada millón de años. Alternativamente, los vientos de los agujeros negros supermasivos podrían comprimir el gas en lugar de expulsarlo, lo que desencadenaría nuevos episodios de formación estelar en sus galaxias anfitrionas.
Los vientos de agujeros negros como los observados por el equipo también podrían viajar más allá de las afueras de sus galaxias, influyendo en las galaxias vecinas y, eventualmente, en los agujeros negros supermasivos vecinos en el corazón de esas galaxias.
“Los agujeros negros supermasivos son grandespero son realmente pequeñas en comparación con sus galaxias”, dijo Grier. “Eso no significa que no puedan ‘hablar’ entre sí, y esta es una forma de que una se hable con la otra que tendremos que usar. tener en cuenta cuando modelamos los efectos de este tipo de agujeros negros”.
La investigación del equipo fue publicada en junio en La revista astrofísica.