Los astrónomos utilizaron la matriz muy grande Karl G. Jansky de la National Science Foundation VLA para hacer la primera imagen directa de una característica polvorienta y en forma de rosquilla que rodea el agujero negro supermasivo en el núcleo de una de las radiogalaxias más poderosas delUniverso: una característica postulada por primera vez por los teóricos hace casi cuatro décadas como una parte esencial de tales objetos.
Los científicos estudiaron Cygnus A, una galaxia a unos 760 millones de años luz de la Tierra. La galaxia alberga un agujero negro 2.5 mil millones de veces más masivo que el Sol en su núcleo. A medida que la poderosa atracción gravitacional del agujero negro atrae el material circundante,también impulsa chorros súper rápidos de material que viajan hacia afuera a casi la velocidad de la luz, produciendo espectaculares "lóbulos" de emisión de radio brillante.
Los "motores centrales" alimentados por un agujero negro que producen una emisión brillante en varias longitudes de onda, y los chorros que se extienden mucho más allá de la galaxia son comunes a muchas galaxias, pero muestran diferentes propiedades cuando se observan. Esas diferencias llevaron a una variedad de nombres, como los quásares,blazars, o galaxias de Seyfert. Para explicar las diferencias, los teóricos construyeron un "modelo unificado" con un conjunto común de características que mostrarían diferentes propiedades dependiendo del ángulo desde el cual son vistas.
El modelo unificado incluye el agujero negro central, un disco giratorio de material que cae alrededor del agujero negro, y los chorros que salen a toda velocidad desde los polos del disco. Además, para explicar por qué el mismo tipo de objeto se ve diferente cuando se ve desdediferentes ángulos, se incluye un "toro" grueso, polvoriento, en forma de rosquilla, que rodea las partes internas. El toro oscurece algunas características cuando se ve desde un lado, lo que conduce a diferencias aparentes para el observador, incluso para objetos intrínsecamente similares.Este conjunto común de características tiene un núcleo galáctico activo AGN.
"El toro es una parte esencial del fenómeno AGN, y existe evidencia de tales estructuras en el AGN cercano de menor luminosidad, pero nunca antes habíamos visto directamente una en una radiogalaxia de emisión tan brillante", dijo Chris Carilli,del Observatorio Nacional de Radioastronomía NRAO. "El toro ayuda a explicar por qué los objetos conocidos por diferentes nombres en realidad son la misma cosa, solo observados desde una perspectiva diferente", agregó.
En la década de 1950, los astrónomos descubrieron objetos que emitían fuertes ondas de radio, pero parecían puntiagudas, similares a las estrellas distantes, cuando más tarde se observaron con telescopios de luz visible. En 1963, Maarten Schmidt de Caltech descubrió que uno de estos objetos era extremadamentedistante, y más descubrimientos similares siguieron rápidamente. Para explicar cómo estos objetos, denominados quásares, podrían ser tan brillantes, los teóricos sugirieron que deberían estar aprovechando la tremenda energía gravitacional de los agujeros negros supermasivos. La combinación de agujero negro, el disco giratorio, llamadoun disco de acreción, y los chorros se denominaron el "motor central" responsable de la abundante producción de energía de los objetos.
El mismo tipo de motor central también pareció explicar la salida de otros tipos de objetos, incluyendo radiogalaxias, blazars y galaxias Seyfert. Sin embargo, cada uno mostró un conjunto diferente de propiedades. Los teóricos trabajaron para desarrollar un "esquema de unificación" paraexplique cómo podría ser diferente lo mismo. En 1977, se sugirió el oscurecimiento por polvo como un elemento de ese esquema. En un artículo de 1982, Robert Antonucci, de la Universidad de California en Santa Bárbara, presentó un dibujo de un toro opaco:un objeto en forma de rosquilla que rodea el motor central. Desde ese momento, un toro oscurecido ha sido una característica común de la visión unificada de los astrónomos de todos los tipos de núcleos galácticos activos.
"Cygnus A es el ejemplo más cercano de una poderosa galaxia emisora de radio, 10 veces más cerca que cualquier otra con emisión de radio comparablemente brillante. Esa proximidad nos permitió encontrar el toro en una imagen VLA de alta resolución del núcleo de la galaxia,"dijo Rick Perley, también de NRAO." Hacer más trabajo de este tipo en objetos más débiles y distantes seguramente necesitará una mejora en el orden de magnitud en la sensibilidad y la resolución que la Matriz muy grande de próxima generación propuesta ngVLA traería", agregó.
Las observaciones de VLA revelaron directamente el gas en el toro de Cygnus A, que tiene un radio de casi 900 años luz. Los modelos de larga data para el toro sugieren que el polvo está en nubes incrustadas en el gas algo aglomerado.
"Es realmente genial ver finalmente la evidencia directa de algo que durante mucho tiempo supusimos que debería estar allí", dijo Carilli. "Para determinar con mayor precisión la forma y composición de este toro, necesitamos hacer más observaciones. Por ejemplo,El Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA puede observar en las longitudes de onda que revelarán directamente el polvo ", agregó.
Carilli y Perley, con sus colegas Vivek Dhawan, también de NRAO, y Daniel Perley, de la Universidad John Moores de Liverpool en el Reino Unido, descubrieron el toro al seguir su sorprendente descubrimiento en 2016 de un objeto nuevo y brillante cerca del centro de CygnusR. Ese nuevo objeto, dijeron, es muy probable que sea un segundo agujero negro supermasivo que recientemente encontró material nuevo que podría devorar, provocando que produzca una emisión brillante de la misma manera que lo hace el agujero negro central. La existencia del segundo agujero negro,dijeron, sugiere que Cygnus A se fusionó con otra galaxia en el pasado astronómicamente reciente.
Cygnus A, llamado así porque es el objeto emisor de radio más poderoso de la constelación Cygnus, fue descubierto en 1946 por el físico y astrónomo de radio inglés JS Hey. Fue emparejado con una galaxia gigante de luz visible por Walter Baade yRudolf Minkowski en 1951. Se convirtió en un objetivo temprano para el VLA poco después de su finalización a principios de la década de 1980. Las imágenes detalladas del VLA de Cygnus A publicadas en 1984 produjeron importantes avances en la comprensión de los astrónomos de tales galaxias.
Los científicos informan sus hallazgos en el Letras del diario astrofísico .
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :