Los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias son los objetos más masivos del universo. Van desde alrededor de 1 millón hasta más de 10 mil millones de veces la masa del Sol. Algunos de estos agujeros negros también explotan gigantescos, super-Chorros de plasma calentados a casi la velocidad de la luz. La forma principal en que los chorros descargan esta poderosa energía de movimiento es convirtiéndola en rayos gamma de energía extremadamente alta. Sin embargo, el candidato a doctorado en física de la UMBC Adam Leah Harvey dice:exactamente esta radiación se crea es una pregunta abierta ".
El chorro tiene que descargar su energía en algún lugar, y el trabajo anterior no coincide en dónde. Los candidatos principales son dos regiones hechas de gas y luz que rodean los agujeros negros, llamadas región de línea ancha y toro molecular.
El chorro de un agujero negro tiene el potencial de convertir la luz visible e infrarroja en cualquier región en rayos gamma de alta energía al ceder parte de su energía. La nueva investigación de Harvey financiada por la NASA arroja luz sobre esta controversia al ofrecer pruebas sólidas de que los chorrosliberan principalmente energía en el toro molecular, y no en la región de la línea ancha. El estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza y en coautoría con los físicos de la UMBC Markos Georganopoulos y Eileen Meyer.
lejos
La región de la línea ancha está más cerca del centro de un agujero negro, a una distancia de aproximadamente 0,3 años luz. El toro molecular está mucho más lejos, más de 3 años luz. Si bien todas estas distancias parecen enormespara un no astrónomo, el nuevo trabajo "nos dice que estamos obteniendo una disipación de energía muy lejos del agujero negro en las escalas relevantes", explica Harvey.
"Las implicaciones son extremadamente importantes para nuestra comprensión de los chorros lanzados por agujeros negros", dice Harvey. La región que absorbe principalmente la energía del chorro ofrece pistas sobre cómo se forman inicialmente los chorros, aumentan su velocidad y adquieren forma de columna. Por ejemplo, "Indica que el chorro no se acelera lo suficiente a escalas más pequeñas para comenzar a disipar energía", dice Harvey.
Otros investigadores han propuesto ideas contradictorias sobre la estructura y el comportamiento de los jets. Sin embargo, debido a los métodos confiables que utilizó Harvey en su nuevo trabajo, esperan que los resultados sean ampliamente aceptados en la comunidad científica. "Los resultados básicamente ayudan a restringiresas posibilidades, esos diferentes modelos, de formación de chorros. "
sobre una base sólida
Para llegar a sus conclusiones, Harvey aplicó una técnica estadística estándar llamada "bootstrapping" a los datos de 62 observaciones de chorros de agujeros negros. "Mucho de lo que vino antes de este artículo ha sido muy dependiente del modelo. Otros artículos han hecho muchode suposiciones muy específicas, mientras que nuestro método es extremadamente general ", explica Harvey." No hay mucho que socave el análisis. Son métodos bien entendidos y solo utilizan datos de observación. Por lo tanto, el resultado debería ser correcto ".
Una cantidad llamada factor semilla fue fundamental para el análisis. El factor semilla indica de dónde vienen las ondas de luz que el chorro convierte en rayos gamma. Si la conversión ocurre en el toro molecular, se espera un factor semilla. Si ocurreen la región de la línea ancha, el factor semilla será diferente.
Georganopolous, profesor asociado de física y uno de los asesores de Harvey, desarrolló originalmente el concepto de factor semilla, pero "para aplicar la idea del factor semilla había que esperar a alguien con mucha perseverancia, y ese alguien era Adam Leah", Georganopolousdice.
Harvey calculó los factores semilla para las 62 observaciones. Descubrieron que los factores semilla caían en una distribución normal alineada casi perfectamente alrededor del valor esperado para el toro molecular. Ese resultado sugiere fuertemente que la energía del chorro se descarga en ondas de luzen el toro molecular, y no en la región de la línea ancha.
Tangentes y búsquedas
Harvey comparte que el apoyo de sus mentores, Georganopoulos y Meyer, profesor asistente de física, fue fundamental para el éxito del proyecto. "Creo que sin que me dejen ir por muchas tangentes y búsquedas de cómo hacer las cosas,esto nunca habría llegado al nivel en el que está ", dice Harvey." Debido a que me permitieron profundizar en ello, pude sacar mucho más de este proyecto ".
Harvey se identifica como un "astrónomo observacional", pero agrega: "Realmente soy más un científico de datos y un estadístico que un físico". Y las estadísticas han sido la parte más emocionante de este trabajo, dicen.
"Creo que es genial que haya podido encontrar métodos para crear un estudio tan sólido de un sistema tan extraño que está tan alejado de mi propia realidad personal", dice Harvey. "Va a ser divertido de verlo que la gente hace con él ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Maryland, condado de Baltimore . Original escrito por Sarah Hansen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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