Como una monstruosa araña cósmica, un distante agujero negro supermasivo hace girar un chorro de plasma hasta formar una cuerda retorcida y lo expulsa a una velocidad cercana a la de la luz.
Los astrónomos presenciaron esta espectacular vista con una red de radiotelescopios, incluido el telescopio espacial RadioAstron, que se combinan para formar una antena del tamaño de la Tierra. Específicamente, esta red fue entrenada para observar el corazón de un blazar distante llamado 3C 279.
Estas observaciones comprenden la visión más detallada que los científicos hayan tenido jamás de un chorro astrofísico que emerge de un agujero negro supermasivo, revelando un patrón complejo y retorcido cerca de la fuente del chorro. Esta nueva imagen podría desafiar las teorías actualmente aceptadas que, durante 40 años, se han utilizado para explicar cómo se crean estos chorros y cómo evolucionan con el tiempo.
“Gracias a RadioAstron y a una red de veintitrés radiotelescopios distribuidos por la Tierra, hemos obtenido la imagen de mayor resolución del interior de un blazar hasta la fecha, lo que nos permite observar la estructura interna del chorro con tanto detalle durante la primera vez”, Antonio Fuentes, líder del equipo e investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), dijo en un comunicado.
La telaraña de una araña espacial de 570 años luz de largo
Los blazares, como 3C 279, son los corazones brillantes de las galaxias que emiten una luz poderosa como resultado de albergar un agujero negro supermasivo que se alimenta. Esto es lo que eso significa.
Los agujeros negros que se alimentan activamente en los centros de las galaxias agitan continuamente la materia de la que se alimentan, y este material se sitúa en forma de placas aplanadas de gas y polvo alrededor de los vacíos. Esos platos se llaman “discos de acreción.” En conjunto, estos escenarios se conocen colectivamente como núcleos galácticos activos. Los núcleos galácticos activos a menudo son tan brillantes que eclipsan la luz combinada de cada estrella en las galaxias que los rodean.
Pero alrededor del 10% de los núcleos galácticos activos emiten chorros astrofísicos durante todo el proceso de alimentación. Estos se conocen como cuásares – y cuando esos quásares tienen chorros dirigidos directamente a la Tierra, se les llama blazares.
Las nuevas observaciones de 3C 279 revelan detalles sin precedentes del chorro de plasma y del agujero negro supermasivo en el corazón de este blazar. “Es la primera vez que vemos filamentos de este tipo tan cerca del origen del chorro y nos dicen más sobre cómo el agujero negro da forma al plasma”, dijo Eduardo Ros, otro miembro del equipo y programador europeo del Global mm-VLBI. Array, dijo en el comunicado. “Esto muestra cómo diferentes telescopios pueden revelar diferentes características del mismo objeto”.
En particular, el equipo descubrió que el chorro estaba compuesto por al menos dos filamentos retorcidos de plasma que se extienden a más de 570 años luz de su fuente. Las observaciones también mostraron que los chorros de plasma no son rectos ni uniformes; exhiben giros y vueltas que surgen como resultado de la influencia del agujero negro central.
Las torsiones, o filamentos helicoidales, son el resultado de inestabilidades en el chorro de plasma, lo que implica que es posible que sea necesario revisar las teorías anteriores sobre cómo evolucionan estos chorros. Esta investigación también podría revisar nuestra comprensión del papel que desempeñan los campos magnéticos en la formación inicial de chorros de velocidad cercana a la luz a partir de núcleos galácticos activos.
“Un aspecto particularmente intrigante que surge de nuestros resultados es que sugieren la presencia de un campo magnético helicoidal que confina el chorro”, dijo en Guang-Yao Zhao, uno de los miembros del equipo y científico del Instituto Max Planck de Radioastronomía. la declaración. “Por lo tanto, podría ser el campo magnético, que gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del chorro en 3C 279, el que dirige y guía el plasma del chorro que se mueve a una velocidad de 0,997 veces la velocidad de la luz”.
La investigación demuestra que queda mucho por aprender sobre los blazares y sus chorros, y que es necesario construir modelos más precisos del proceso en juego en torno a la alimentación de agujeros negros supermasivos. También enfatiza la importancia de mejorar los radiotelescopios y el desarrollo de técnicas para obtener imágenes de objetos cósmicos distantes con mayor detalle.
“Estamos entrando en un terreno completamente nuevo en el que estos filamentos pueden conectarse con los procesos más complejos en las inmediaciones del agujero negro que produce el chorro”, dijo Andrei Lobanov, uno de los miembros del equipo y científico del Instituto Max Planck. de Radioastronomía, dijo en el comunicado.
La investigación del equipo fue publicada el jueves 26 de octubre en la revista Naturaleza Astronomía.