Los astrónomos capturan la erupción de un agujero negro supermasivo cercano a la Tierra que cubre 16 veces la luna llena en el cielo
Centaurus A es una galaxia activa elíptica gigante ubicada a 12 millones de años luz de distancia. En su corazón hay un agujero negro con una masa de 55 millones de soles. Esta imagen muestra la galaxia en longitudes de onda de radio, revelando vastos lóbulos de plasma que se extienden mucho más allá de la galaxia visible, que ocupa solo un área pequeña en el centro de la imagen. Los puntos del fondo no son estrellas, sino radiogalaxias muy parecidas a Centaurus A, a distancias mucho mayores. Crédito: Ben McKinley, ICRAR / Curtin y Connor Matherne, Universidad Estatal de Louisiana
Los astrónomos han producido la imagen más completa de la emisión de radio del supermasivo activo más cercano. agujero negro a la tierra.
El espectáculo está alimentado por un agujero negro central en la galaxia Centaurus A, a unos 12 millones de años luz de distancia.
A medida que el agujero negro se alimenta de la caída de gas, expulsa materia a una velocidad cercana a la de la luz, provocando que las “burbujas de radio” crezcan durante cientos de millones de años.
Vista desde la Tierra, la erupción del Centauro A ahora se extiende ocho grados a través del cielo, la longitud de 16 lunas llenas colocadas una al lado de la otra.
Fue capturado utilizando el telescopio Murchison Widefield Array (MWA) en el interior de Australia Occidental.
Centaurus A es una galaxia activa elíptica gigante ubicada a 12 millones de años luz de distancia. En su corazón hay un agujero negro con una masa de 55 millones de soles. Esta imagen compuesta muestra la galaxia y el espacio intergaláctico circundante en varias longitudes de onda diferentes. El plasma de radio se muestra en azul y parece interactuar con el gas emisor de rayos X caliente (naranja) y el hidrógeno neutro frío (violeta). Las nubes que emiten Alfa (rojo) también se muestran sobre la porción óptica principal de la galaxia que se encuentra entre los dos puntos de radio más brillantes. El «fondo» está en longitudes de onda ópticas, mostrando las estrellas de nuestra propia Vía Láctea, que en realidad están en primer plano. Crédito: Connor Matherne, Universidad Estatal de Louisiana (Óptica / Halpha), Kraft et al. (rayos X), Struve et al. (Hola), Ben McKinley, ICRAR / Curtin. (Radio)
La investigación fue publicada el 22 de diciembre de 2021 en la revista Astronomía de la naturaleza.
El autor principal, el Dr. Benjamin McKinley, del nodo de la Universidad de Curtin del Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (ICRAR), dijo que la imagen revela nuevos detalles espectaculares de la transmisión de radio de la galaxia.
«Estas ondas de radio provienen de material succionado por el agujero negro supermasivo en el medio de la galaxia», dijo.
«Forma un disco alrededor del agujero negro, y a medida que la materia se desgarra cuando se acerca al agujero negro, se forman poderosos chorros a ambos lados del disco, expulsando la mayor parte del material al espacio, a distancias probablemente superiores a un millón de años luz. .
«Las observaciones de radio anteriores no pudieron manejar el brillo extremo de los chorros y los detalles del área más grande que rodea la galaxia estaban distorsionados, pero nuestra nueva imagen supera estas limitaciones».
Un video que muestra la radiogalaxia, Centaurus A, que alberga el agujero negro activo más cercano a la Tierra. El video muestra el tamaño aparente de la galaxia en longitudes de onda ópticas, de rayos X y submilimétricas de la Tierra en relación con la Luna. Luego se aleja para mostrar la enorme extensión de las burbujas circundantes que se ven en longitudes de onda de radio. Los astrónomos han producido la imagen más completa de las transmisiones de radio del agujero negro supermasivo más cercano a la Tierra.
Centaurus A es la radiogalaxia más cercana a nosotros vía Láctea.
“Podemos aprender mucho del Centaurus A en particular, simplemente porque está tan cerca y podemos verlo con mucho detalle”, dijo el Dr. McKinley.
“No solo en las longitudes de onda de radio, sino también en todas las demás longitudes de onda de la luz.
«En esta investigación, pudimos combinar observaciones de radio con datos ópticos y de rayos X, para ayudarnos a comprender mejor la física de estos agujeros negros supermasivos».
El mosaico 107, o «el valor atípico» como se le llama, es uno de los 256 mosaicos del MWA, ubicado a 1,5 km del núcleo del telescopio. La iluminación de los azulejos y el paisaje antiguo es la Luna. Crédito: Pete Wheeler, ICRAR
El astrofísico Massimo Gaspari, del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, dijo que el estudio corroboró una nueva teoría conocida como «acreción caótica fría» (CCA), que está surgiendo en diferentes campos.
«En este modelo, las nubes de gas frío se condensan en el halo galáctico y llueven sobre las regiones centrales, alimentando el agujero negro supermasivo», dijo.
“Activado por esta lluvia, el agujero negro reacciona vigorosamente enviando energía a través de chorros de radio que inflan los espectaculares lóbulos que vemos en la imagen de MWA. Este estudio es uno de los primeros en sondear el ‘tiempo’ multifásico de CCA con tanto detalle en toda la gama de escalas ”, concluyó el Dr. Gaspari.
El Dr. McKinley dijo que la galaxia parece más brillante en el centro, donde es más activa y donde hay mucha energía.
“Entonces es más débil cuando sales porque la energía se ha perdido y las cosas se han calmado”, dijo.
«Pero hay algunas características interesantes en las que las partículas cargadas se han vuelto a acelerar e interactúan con fuertes campos magnéticos».
El director de la MWA, el profesor Steven Tingay, dijo que la investigación fue posible gracias al campo de visión extremadamente amplio del telescopio, su excelente ubicación silenciosa por radio y su excelente sensibilidad.
“El MWA es un precursor del Square Kilometer Array (SKA), una iniciativa global para construir los radiotelescopios más grandes del mundo en Australia Occidental y Sudáfrica”, dijo.
“El gran campo de visión y, por lo tanto, la extraordinaria cantidad de datos que podemos recopilar, significa que el potencial de descubrimiento de cada avistamiento de MWA es muy alto. Este es un paso fantástico hacia un SKA aún más grande.
Referencia: “Retroalimentación y alimentación multiescala en el radiogalaxia Centaurus A más cercano” por B. McKinley, SJ Tingay, M. Gaspari, RP Kraft, C. Matherne, AR Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala, SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler y M. Johnston-Hollitt, 22 de diciembre de 2021, Astronomía de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01553-3
El Murchison Widefield Array es el MWA es administrado y operado por la Universidad de Curtin en nombre de un consorcio internacional, y está ubicado en el Observatorio Astronómico de Radio Murchison en Australia Occidental. El observatorio es administrado por CSIRO, la agencia científica nacional de Australia, y fue establecido con el apoyo de los gobiernos de Australia y Australia Occidental. Reconocemos a los Wajarri Yamatji como los dueños tradicionales del sitio del observatorio.
El Centro de Investigación de Supercomputación Pawsey en Perth, una instalación de supercomputación de Nivel 1 nacional financiada por el estado, ayudó a almacenar y procesar las observaciones de MWA utilizadas en esta investigación.
