Jet de alta energía detectado en un agujero negro de una galaxia muy muy lejana.

En la ciencia ficción, en Star Wars la estrella de la muerte disparaba haces muy potentes de radiación hacia el espacio. En la realidad y en el universo, sin embargo, se producen fenómenos que a menudo superan lo que la ciencia ficción puede evocar.

La galaxia Pictor A es un objeto impresionante. Esta galaxia, situada aproximadamente a unos 500 millones de años luz de la Tierra, contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Una enorme cantidad de energía gravitatoria se libera como material en forma de remolinos hacia el horizonte de sucesos, el punto de no retorno. Esta energía produce un enorme jet de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz hacia el espacio intergaláctico.

Para obtener imágenes de este chorro, los científicos usaron el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA en varias ocasiones durante más de 15 años. Los datos de rayos X de Chandra (azul) se han combinado con datos de radio del Australia Telescope Compact Array (rojo) en la imagen compuesta en la parte superior.

Mediante el estudio de los detalles de la estructura que se ve en rayos X y ondas de radio, los científicos tratan de obtener una comprensión más profunda de estas enormes explosiones colimadas.

Las imágenes revelan como la emisión de rayos X continuo tiene una distancia de 300.000 años luz. En comparación, toda la Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de diámetro. Debido a su relativa proximidad y la capacidad del Chandra para realizar imágenes digitales de rayos X, los científicos pueden observar otras características detalladas en el chorro y probar ideas de cómo se produce la emisión de rayos-X.

Además del jet prominente visto que apunta a la derecha en la imagen, los investigadores informan de pruebas de otro chorro que apunta en la dirección opuesta, conocido como un “counterjet”. Mientras que la evidencia tentativa para este counterjet había sido investigado anteriormente, estos nuevos datos del Chandra confirman su existencia. La debilidad relativa de la counterjet en comparación con el chorro es probablemente debido al movimiento lejos de la línea de visión a la Tierra.

La imagen inferior muestra la ubicación del agujero negro supermasivo, el jet y el counterjet. También marcado el “lóbulo de radio” donde el chorro está empujando el gas circundante y un “punto caliente”, causado por ondas de choque, semejantes a ondas sónicas de un avión supersónico, cerca de la punta del chorro.

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Las propiedades detalladas del jet y counterjet observada con Chandra muestran que su emisión de rayos X probablemente provenga de los electrones que giran alrededor de las líneas de campo magnético, una emisión de produce un proceso llamado. En este caso, los electrones deben ser continuamente re-acelerado a medida que avanzan a lo largo del chorro.

Los investigadores descartaron un mecanismo diferente para la producción de la emisión de rayos X del chorro. En ese escenario, los electrones vuelan lejos del agujero negro en el chorro casi a la velocidad de la luz y se mueven a través del mar de la radiación cósmica de fondo (CMB) sobrante de la primera fase caliente del Universo después del Big Bang. Cuando un electrón en rápido movimiento choca con uno de estos fotones del CMB, se puede aumentar la energía del fotón en la banda de rayos X.

El brillo de rayos X del chorro depende de la potencia en el haz de electrones y la intensidad de la radiación de fondo.

El artículo que describe estos resultados será publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society y estará disponible en línea. Los autores son Martin Hardcastle, de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido, Emil Lenc de la Universidad de Sydney en Australia, Mark Birkinshaw de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, Judith Croston de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, Joanna Goodger de la Universidad de Hertfordshire, Herman Marshall, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, MA, Eric Perlman, del Instituto de Tecnología de Florida, Aneta Siemiginowska del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, MA, Lukasz Stawarz de la Universidad Jagellónica en Polonia y Diana Worrall de la Universidad de Bristol.

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