Una galaxia brillante no muy lejos de la Vía Láctea ha estado albergando un secreto extraño y desconcertante en su núcleo.

En el centro de NGC 5084, a unos 80 millones de años luz de distancia, el supermasivo agujero negro alrededor del cual gira toda la galaxia se ha descubierto volcado de lado, con su eje de rotación paralelo al plano galáctico.


es un poco como el Urano de los agujeros negrosy los astrónomos no están seguros de cómo pudo haber llegado de esa manera, especialmente porque la evidencia sugiere que no siempre estuvo orientado como lo está en nuestras observaciones actuales.


El descubrimiento es una notable pieza de trabajo detectivesco astrofísico, basado en observaciones de archivo que datan de tres décadas atrás, y que revela cómo los datos preservados pueden usarse para reconstruir la historia de una galaxia, más atrás en el tiempo de lo que realmente podemos ver.


La galaxia NGC 5084 se conoce desde hace siglos. Fue catalogado por primera vez por William Herschel en 1785 y desde entonces ha sido bien estudiado. Es lo que se conoce como galaxia lenticular, una que se encuentra en algún lugar entre una galaxia espiral, como la Vía Láctea, y una galaxia elíptica, una especie de masa borrosa sin estructura. NGC 5084 tiene un disco, pero no podemos discernir brazos espirales de gran escala.

NGC 5084. (Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/Universidad de Arizona)

También es enorme, tiene más de 200.000 años luz de diámetro y una masa estimada en 1,3 billones de soles. Es una de las galaxias lenticulares más grandes que jamás hayamos medido.


Pero no sabemos mucho sobre el agujero negro supermasivo en el centro galáctico. NGC 5084 está de canto hacia nosotros, lo que dificulta las observaciones del centro galáctico, y el centro en sí es brillante y polvoriento. Dirigido por el astrónomo Alejandro Borlaff del Centro de Investigación Ames de la NASA, un equipo de científicos descubrió que se podrían aprovechar las observaciones de archivo para descubrir más sobre el núcleo de la galaxia.


Los investigadores estaban probando algunas nuevas técnicas de análisis de imágenes con datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA cuando notaron algo muy extraño: cuatro largas columnas de plasma emisor de rayos X que se alejaban del centro galáctico en forma de X.


Estas columnas son evidencia de actividad pasada del centro galáctico. Cuando un agujero negro absorbe materia del espacio que lo rodea, no todo el material termina desapareciendo para siempre más allá del horizonte de sucesos. Los científicos creen que una parte se desvía a lo largo de las líneas del campo magnético fuera del agujero negro hacia los polos del agujero negro, donde se lanza al espacio en forma de chorros de plasma.

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Dos de las columnas que encontraron los investigadores se extendían por encima y por debajo del plano galáctico, como se esperaría si el plano ecuatorial del agujero negro estuviera alineado con él.


Pero las otras dos columnas estaban incrustadas en el disco galáctico, lo que sugiere que el agujero negro supermasivo había comenzado en una posición normal y luego de alguna manera se había inclinado hacia un lado, como si se hubiera aburrido y hubiera probado algo nuevo.


El desconcertado equipo regresó a los archivos para obtener más observaciones de Chandra, así como observaciones ópticas de archivo del Telescopio Espacial Hubble, el Gran conjunto milimétrico/submilimétrico de Atacama radiotelescopio y el Matriz muy grande ampliada radiotelescopio. También encargaron nuevas observaciones al Observatorio Apache Point.


«Era como ver la escena de un crimen con múltiples tipos de luz». Borlaff dice. «Al juntar todas las imágenes se reveló que NGC 5084 ha cambiado mucho en su pasado reciente».


Las nuevas observaciones confirmaron la presencia de los chorros y revelaron su origen. En el centro de la galaxia, los investigadores encontraron una banda de polvo, característica del disco de material que gira alrededor de la región ecuatorial de un agujero negro supermasivo, visto desde un lado.

Se ha encontrado un agujero negro supermasivo galáctico volcado de lado
Las observaciones del Hubble revelaron la extraña alineación del disco alrededor del ecuador del agujero negro. (NASA/STScI, MA Malkan, B. Boizelle, AS Borlaff. HST WFPC2, WFC3/IR/UVIS)

Pero esto también estaba mal: en lugar de estar alineado con el plano galáctico, estaba perpendicular, lo que revela que el agujero negro, de hecho, estaba de lado en el momento de la observación.


Esto sugiere un evento interesante en el pasado de la galaxia que podría haber producido una afluencia de material hacia el centro galáctico, como una fusión con otra galaxia, con su propio agujero negro supermasivo, resultando en una colisión y fusión entre los dos supermasivos. agujeros negros.

Gráfico que muestra escenarios de formación.
Resumen de los escenarios de formación para la emisión vertical de rayos X de NGC 5084. (Borlaff et al., ApJ, 2024)

Aún no sabemos si este es el caso. Pero por primera vez conocemos la masa del agujero negro: los investigadores determinaron que tiene 45,7 millones de veces la masa del Sol. Será necesario trabajar más para delimitar el evento que lo derribó.


Es simplemente sorprendente pensar que, después de observar esta galaxia durante siglos, esta es la primera vez que descubrimos estas travesuras dentro de NGC 5084.


«Detectar dos pares de columnas de rayos X en una galaxia es excepcional», dice la astrofísica Pamela Marcum del Centro de Investigación Ames de la NASA. «La combinación de su inusual estructura en forma de cruz y el disco polvoriento ‘inclinado’ nos brinda una visión única de la historia de esta galaxia».

La investigación ha sido publicada en El diario astrofísico.

Por automata