Como regla general, si hay un fenómeno desconcertante que ocurre en algún lugar profundo del espacio exterior, a menudo un agujero negro es el culpable.
Esto es según el investigador postdoctoral Vaidehi Paliya en el departamento de física y astronomía, cuya publicación de enero de 2018 en Las cartas del diario astrofísico detalla el descubrimiento de siete galaxias que podrían alterar lo que los astrofísicos pensaban que sabían sobre cómo el tamaño de una galaxia, y el agujero negro en su centro, pueden afectar su comportamiento.
Se ha creído ampliamente que solo las galaxias masivas contienen suficiente energía para convertirse en blazares, que son chorros de radiación estupendos lo suficientemente poderosos como para extenderse miles de años luz. Pero la última investigación de Paliya podría indicar que las galaxias más pequeñas también pueden hacer esto, si las condicionestienen razón.
Hay tres tipos principales de galaxias: elípticas de forma ovalada, espirales en forma de disco e irregulares que no encajan del todo con ninguna de las clases anteriores.
"Las galaxias elípticas son las galaxias más antiguas y masivas del universo", dijo Paliya. "La gente propone que las galaxias elípticas se forman cuando dos galaxias más pequeñas chocan, fusionándose en una gran elíptica. Por lo general, se encuentra que las elípticas albergan un agujero negro quees más de mil millones de veces la masa de nuestro sol ".
A través de su fuerza gravitacional inherente e ineludible, los agujeros negros en el centro de las galaxias se harán más grandes al atraer y "comer" la materia circundante a través de un proceso llamado acreción.
"Es como cuando viertes agua en el fregadero de la cocina, ves que forma una espiral y luego se va por el desagüe. De manera similar, la materia forma un disco de acreción alrededor del agujero negro", dijo Paliya.el agujero crece rápidamente y se convierte en un monstruo ".
Pero cuando el disco de acreción que rodea al agujero negro comienza a emitir ráfagas extremas de energía, en bandas de radio, infrarrojos o rayos X, se dice que la galaxia está "activa", abriendo la puerta a otro clasificador de galaxias más allá de la forma.
"Los blazares son un tipo de galaxia activa", dijo Marco Ajello, profesor de física y astronomía y asesor de Paliya. "Estas son galaxias que albergan un agujero negro supermasivo, y este agujero negro, de alguna manera, es capaz depara acelerar las partículas hasta que se acerquen a la velocidad de la luz y mantenerlas colimadas en haces estrechos, llamados chorros, que se convierten en fuentes de luz muy brillantes cuando apuntan hacia nosotros ".
Estos chorros son algunas de las fuentes más extremas de radiación de rayos gamma en el espacio exterior.
"Estos blazares tienen chorros que son como fuentes. Si quisieras una fuente enorme, necesitarías tener un motor muy potente en la base. Los blazares necesitan tener agujeros negros muy masivos en sus centros para poder lanzar chorros", Dijo Paliya." En general, no esperamos que estos potentes chorros provengan de fuentes pequeñas, como nuestra galaxia ".
La Vía Láctea es una galaxia espiral con brazos en forma de molinete formados por gas y polvo que contienen un centro brillante de estrellas más viejas. Por lo general, las galaxias espirales son menos masivas y mucho menos activas que sus contrapartes elípticas.
Cuando el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, lanzado en 2008 por la NASA, detectó la emisión de rayos gamma de cuatro galaxias espirales en su primer año de órbita, los físicos se quedaron perplejos.
"Fue inesperado, solo hemos visto ese tipo de emisión de rayos gamma de blazares", dijo Dieter Hartmann, profesor de física y astronomía y coautor del estudio. "Cuando se descubrieron estas cuatro fuentes, la gente especulóque podrían ser blazares. Pero como había tan pocas fuentes, nadie estaba seguro al respecto. Entonces la pregunta fue: ¿son realmente un nuevo tipo de fuente o son solo excepciones al estándar? "
La pregunta quedó en el aire, hasta que los colaboradores de Paliya en India lanzaron un catálogo de galaxias espirales activas en 2017. Conocidas como galaxias Seyfert, estas son otro tipo de galaxias activas con agujeros negros de masa relativamente baja que residen en sus centros., en lugar de emitir ráfagas violentas de radiación de rayos gamma, como los blazares, las galaxias Seyfert son conocidas por sus fuertes emisiones ultravioleta.
El catálogo brindó la primera oportunidad para que los astrofísicos abordaran la cuestión del descubrimiento del telescopio Fermi en 2008. ¿Es posible que una galaxia espiral emita radiación de rayos gamma en chorro?
"Tomé este catálogo de 11.101 galaxias Seyfert y las estudié en la banda de rayos gamma usando los datos del Telescopio de Área Grande a bordo del satélite Fermi", dijo Paliya. "A partir de eso, encontré cuatro nuevas fuentes de rayos gamma y tresque antes se conocían como blazares, pero creemos que en realidad son galaxias Seyfert ".
Este avance es una indicación de que incluso las fuentes más pequeñas son capaces de lanzar potentes chorros de rayos gamma, un cambio de paradigma potencial en el campo de la astrofísica.
"Si el jet es similar al de los blazares, pero su agujero negro es pequeño, puedes imaginarlo como un automóvil. Supongamos que un automóvil más pequeño va a la misma velocidad que otro automóvil que tiene un motor mucho más grande. El motor enel automóvil más pequeño tendría que ser mucho más eficiente ", dijo Ajello." Entonces, podría ser que el agujero negro esté funcionando de manera más eficiente en sistemas espirales más pequeños que en objetos más grandes como los blazares ".
Para comprender la naturaleza elíptica / espiral de las galaxias anfitrionas de estas siete fuentes detectadas por rayos gamma, Ajello y Paliya pretenden obtener imágenes profundas con la resolución más alta, un desafío para los telescopios ópticos terrestres debido a los efectos borrosos dela atmósfera.
"El poder de recolección de luz de un telescopio es proporcional al cuadrado de su diámetro. Esto significa que con telescopios más grandes, podemos recolectar muchos más fotones. Más fotones significan más información", dijo Paliya.
El Gran Telescopio Canarias, o el "Gran Telescopio Canario", es un telescopio reflector de 10,4 metros que comenzó a recopilar observaciones en 2007. Actualmente ostenta el título de "telescopio óptico de apertura única más grande del mundo", el Gran Telescopio Canarias esprogramado para ser superado en la próxima década con la presentación del Telescopio de Treinta Metros TMT. Cuando esté terminado, TMT tendrá un espejo primario de 30 metros y permitirá a los investigadores ver el espacio exterior con una claridad sin precedentes, al menos 10 veces mejorque el telescopio espacial Hubble.
Ajello y Paliya tienen la intención de usar el Telescopio Espacial Hubble y las instalaciones potencialmente próximas como TMT, para mirar más allá de los centros brillantes de las siete fuentes que descubrieron para distinguir con certeza si las galaxias son elípticas o espirales.
"Si es una elíptica, entonces es cierto que solo estamos viendo un blazar normal. Probablemente sea una elíptica más pequeña y un agujero negro más pequeño", dijo Ajello. "Pero si es una espiral, entonces los chorros pueden ocurrir encualquier entorno que sea un agujero negro, dentro de unas condiciones nuevas ".
"Es de gran importancia comprender mejor los entornos de los agujeros negros supermasivos que pueden lanzar chorros en los que la aceleración de partículas tiene lugar en condiciones astrofísicas extremas", agregó Hartmann.
Paliya también tiene la intención de estudiar si las diferencias observadas en los rayos gamma se traducen en todo el espectro electromagnético.
"Todo esto tiene que ver con la óptica", dijo Paliya. "¿Cómo se comportan los blazares en, digamos, frecuencias de radio? Entonces, ¿cómo se comparan estos Seyferts? Este descubrimiento ha indicado que sí, está ocurriendo algo diferente".
Los investigadores dijeron que descubrimientos como estos son importantes para ayudarnos a comprender la evolución del universo. Estos descubrimientos podrían representar algunas de las piezas faltantes del rompecabezas de cómo las galaxias y los agujeros negros han crecido juntos a lo largo de la historia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Clemson . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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