Por primera vez, los astrónomos han fotografiado directamente la formación y expansión de un chorro de material en rápido movimiento expulsado cuando la poderosa gravedad de un agujero negro supermasivo desgarró una estrella que se acercó demasiado al monstruo cósmico.
Los científicos rastrearon el evento con radiotelescopios e infrarrojos, incluido el Very Long Baseline Array VLBA de la National Science Foundation, en un par de galaxias en colisión llamadas Arp 299, a casi 150 millones de años luz de la Tierra.de las galaxias, un agujero negro 20 millones de veces más masivo que el Sol destrozó una estrella más del doble de la masa del Sol, desencadenando una cadena de eventos que revelaron detalles importantes del violento encuentro.
Solo se ha detectado una pequeña cantidad de tales muertes estelares, llamadas eventos de interrupción de las mareas, o TDE, aunque los científicos han planteado la hipótesis de que pueden ser una ocurrencia más común. Los teóricos sugirieron que el material extraído de la estrella condenada forma un disco giratorio alrededorel agujero negro, que emite rayos X intensos y luz visible, y también lanza chorros de material hacia afuera desde los polos del disco a casi la velocidad de la luz.
"Nunca antes habíamos podido observar directamente la formación y evolución de un jet a partir de uno de estos eventos", dijo Miguel Pérez-Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en Granada, España.
La primera indicación se produjo el 30 de enero de 2005, cuando los astrónomos que utilizaron el telescopio William Herschel en las Islas Canarias descubrieron una brillante explosión de emisión infrarroja proveniente del núcleo de una de las galaxias en colisión en Arp 299. El 17 de julio de 2005,El VLBA reveló una fuente nueva y distinta de emisión de radio desde el mismo lugar.
"Con el paso del tiempo, el nuevo objeto se mantuvo brillante en las longitudes de onda infrarroja y de radio, pero no en la luz visible y los rayos X", dijo Seppo Mattila, de la Universidad de Turku en Finlandia. "La explicación más probable es que el grueso interestelarEl gas y el polvo cerca del centro de la galaxia absorbieron los rayos X y la luz visible, luego los re-irradiaron como infrarrojos ", agregó. Los investigadores utilizaron el telescopio óptico nórdico en las Islas Canarias y el telescopio espacial Spitzer de la NASA para seguir la emisión infrarroja del objeto..
Las observaciones continuas con el VLBA, la Red Europea VLBI EVN y otros radiotelescopios, llevados a cabo durante casi una década, mostraron que la fuente de emisión de radio se expandía en una dirección, tal como se esperaba para un jet. La expansión medida indicabaque el material en el chorro se movió a un promedio de un cuarto de la velocidad de la luz. Afortunadamente, las ondas de radio no se absorben en el núcleo de la galaxia, sino que se abren paso a través de ella para llegar a la Tierra.
Estas observaciones utilizaron múltiples antenas de radiotelescopio, separadas por miles de millas, para obtener el poder de resolución, o la capacidad de ver detalles finos, necesarios para detectar la expansión de un objeto tan distante. La recopilación de datos del paciente durante años recompensólos científicos con la evidencia de un jet
La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos, que contienen de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, en sus núcleos. En un agujero negro, la masa está tan concentrada que su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Cuandoesos agujeros negros supermasivos están dibujando activamente material de su entorno, ese material forma un disco giratorio alrededor del agujero negro, y se lanzan chorros súper rápidos de partículas hacia afuera. Este es el fenómeno que se ve en las radiogalaxias y los cuásares.
"Sin embargo, la mayoría de las veces, los agujeros negros supermasivos no están devorando activamente nada, por lo que están en un estado tranquilo", explicó Pérez-Torres. "Los eventos de interrupción de las mareas pueden brindarnos una oportunidad única para avanzar en nuestra comprensión delformación y evolución de chorros en las inmediaciones de estos poderosos objetos ", agregó.
"Debido al polvo que absorbió cualquier luz visible, este evento particular de interrupción de las mareas puede ser solo la punta del iceberg de lo que hasta ahora ha sido una población oculta", dijo Mattila. "Al buscar estos eventos con infrarrojos y radiotelescopios, podemos descubrir muchos más y aprender de ellos ", dijo.
Tales eventos pueden haber sido más comunes en el Universo distante, por lo que estudiarlos puede ayudar a los científicos a comprender el entorno en el que se desarrollaron las galaxias hace miles de millones de años.
El descubrimiento, dijeron los científicos, fue una sorpresa. La explosión infrarroja inicial se descubrió como parte de un proyecto que buscaba detectar explosiones de supernova en pares de galaxias en colisión. Arp 299 ha visto numerosas explosiones estelares, y ha sido dobladauna "fábrica de supernovas". Este nuevo objeto originalmente se consideraba una explosión de supernovas. Solo en 2011, seis años después del descubrimiento, la porción emisora de radio comenzó a mostrar un alargamiento. El monitoreo posterior mostró que la expansión crecía, confirmando que lo que los científicosestán viendo un jet, no una supernova.
Mattila y Pérez-Torres dirigieron un equipo de 36 científicos de 26 instituciones de todo el mundo en las observaciones de Arp 299. Publicaron sus hallazgos en la edición en línea del 14 de junio de la revista ciencia .
The Long Baseline Observatory es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
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Materiales proporcionado por Observatorio Nacional de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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