Astrónomos de la Universidad de California en Irvine han identificado la mayor corriente de gas sobrecalentado jamás observada en el universo, que fluye desde una galaxia cercana conocida como VV 340a. Los hallazgos se informan en la revista. ciencia.
Utilizando datos del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, los investigadores detectaron enormes nubes de gas extremadamente caliente que emanaban de ambos lados de la galaxia. Estas estructuras brillantes forman dos nebulosas largas y estrechas impulsadas por una intensa actividad alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. Cada nebulosa se extiende al menos tres kiloparsecs de longitud (un parsec equivale aproximadamente a 19 billones de millas).
A modo de comparación, el disco completo de la galaxia VV 340a mide sólo tres kiloparsecs de espesor.
«En otras galaxias, este tipo de gas altamente energético casi siempre está confinado a varias decenas de pársecs del agujero negro galáctico, y nuestro descubrimiento excede lo que normalmente se ve en un factor de 30 o más», dijo el autor principal Justin Kader, investigador postdoctoral en astronomía y astrofísica de UC Irvine.
Se revelan potentes chorros de agujeros negros
Carl G. cerca de San Agustín, Nuevo México. Las observaciones de radio del Jansky Very Large Array revelaron un par de chorros de plasma masivos que emanaban de lados opuestos de la galaxia. Estos chorros se forman cuando el gas que cae en un agujero negro supermasivo alcanza temperaturas extremas e interactúa con potentes campos magnéticos. Como resultado, la materia energética se lanza hacia el exterior a una velocidad tremenda.
A una escala aún mayor, los chorros trazan una trayectoria en espiral a través del espacio. Este patrón sugiere un proceso conocido como «precesión del chorro», un cambio gradual en la dirección de los chorros a lo largo del tiempo, similar a la lenta vibración de una peonza.
«Esta es la primera observación de un chorro de radio a escala de un kiloparsec en una galaxia de disco», dijo Cader. «Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que hemos visto un chorro de radio de un kiloparsec, o escala galáctica, impulsando una salida masiva de gas coronal».
Un raro gas coronal se extiende más allá de la galaxia
A medida que los chorros empujan hacia afuera, el equipo cree que chocan con el material circundante dentro de la galaxia, alejándolo del centro y calentándolo a temperaturas extremas. Este proceso crea lo que los científicos llaman gas de la línea coronal, un nombre tomado de la atmósfera exterior del Sol para describir plasma súper caliente y altamente ionizado.
Según Kader, este tipo de gas coronal se encuentra normalmente en las proximidades de un agujero negro y rara vez se propaga hacia la galaxia anfitriona. Nunca se ha detectado fuera de la galaxia, lo que hace que las nuevas observaciones sean aún más inusuales.
La pura fuerza del derramamiento es asombrosa. La energía transportada por el gas coronal equivale a detonar 10 quintillones de bombas de hidrógeno cada segundo, dijo Khader.
«Encontramos la estructura de gas coronal más extendida y coherente hasta la fecha», dijo la coautora principal Vivian Yu, ex astrónoma investigadora de UC Irvine y ahora científica asistente en el Centro de Análisis y Procesamiento de Infrarrojos de Caltech. «Esperábamos que JWST abriera una ventana de longitud de onda en la que tendríamos estos instrumentos disponibles para sondear agujeros negros masivos activos, pero no esperábamos una emisión tan altamente integrada y extendida en el primer objeto que vimos. Fue sorprendente».
Múltiples telescopios revelan una historia violenta
Sólo después de que los investigadores combinaron datos de varios observatorios surgió una imagen completa de los chorros y el gas coronal brillante. Las observaciones realizadas por el Telescopio Keck II, operado por la Universidad de California en Hawaii, detectaron una extensión de gas frío lejos de la galaxia, que alcanza hasta 15 kiloparsecs del agujero negro.
Los científicos creen que este objeto frío representa un «registro fósil» de la actividad de los aviones en el pasado. Consiste en restos de episodios anteriores cuando el agujero negro expulsó gas del núcleo de la galaxia.
¿Por qué era esencial el telescopio espacial James Webb?
El gas coronal fue descubierto por el Telescopio Webb, que orbita alrededor del Sol a aproximadamente un millón de millas de la Tierra. Como el telescopio espacial más grande jamás construido, Webb observa el universo en luz infrarroja, lo que le permite ver objetos ocultos a los telescopios de luz visible convencionales.
Esta capacidad fue fundamental para estudiar el VV 340a. La galaxia tiene una gran cantidad de polvo que bloquea la luz visible, impidiendo que telescopios como el Keck puedan mirar profundamente en su interior. Sin embargo, a medida que la luz infrarroja atraviesa el polvo, el gas coronal que emana es claramente visible en las imágenes de Webb.
Jets que detienen la formación de estrellas
El impacto de los chorros de agujeros negros en las galaxias es dramático. Según el estudio, VV340a pierde cada año suficiente gas como para formar 19 estrellas como nuestro Sol.
«Lo que realmente está haciendo es limitar significativamente el proceso de formación de estrellas en la galaxia al calentar y eliminar el gas de formación de estrellas», dijo Cader.
Pistas sobre el pasado y el futuro de la Vía Láctea
Actualmente no parece haber ningún chorro activo en la Vía Láctea. Sin embargo, Kader señaló que la evidencia sugiere que nuestro propio agujero negro supermasivo experimentó un evento de alimentación hace unos dos millones de años, que los primeros ancestros humanos como el Homo erectus pueden haber presenciado en el cielo nocturno, dijo.
Con el descubrimiento de este raro chorro protoplanetario y su enorme flujo de gas, los investigadores ahora planean examinar otras galaxias en busca de características similares. Su objetivo es comprender mejor cómo la actividad de los agujeros negros influye en la evolución a largo plazo de galaxias como la Vía Láctea.
«Utilizando observaciones de estos instrumentos de última generación, estamos emocionados de explorar fenómenos nunca antes vistos en diferentes escalas físicas de galaxias, y estamos ansiosos por ver qué más descubrimos», dijo Yu.
La financiación para la investigación fue proporcionada por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencias.
