Los astrónomos investigan el agujero negro supermasivo en la radio galaxia PKS 2251+11

Se cree que todas las galaxias masivas albergan agujeros negros supermasivos (SMBH) en sus centros que crecen acrecentando masa de su entorno. La idea actual también imagina que los agujeros negros aumentan de tamaño a medida que evoluciona su galaxia anfitriona, tal vez porque la evolución de la galaxia incluye la acumulación activada, por ejemplo, por fusiones de galaxias.

Tanto el crecimiento del agujero negro central como la formación de estrellas se alimentan de la abundancia de gas molecular y polvo que puede ser rastreado por el infrarrojo emitido por el polvo. Los granos de polvo, calentados por la radiación de las estrellas jóvenes y la acumulación de núcleos galácticos activos (AGN, por sus siglas en inglés), emiten una gran intensidad en el infrarrojo.

Los astrónomos italianos han realizado un análisis de rayos X del agujero negro supermasivo en la galaxia de radio activa PKS 2251+11 como parte de un estudio destinado a investigar el entorno nuclear de la galaxia. La nueva investigación, presentada en un artículo publicado el 15 de marzo en arXiv.org, podría mejorar la comprensión de los núcleos galácticos activos.

Las galaxias de radio, que tienen núcleos galácticos activos (AGN), emiten enormes niveles de ondas de radio desde sus núcleos centrales. Los agujeros negros en el centro de estas galaxias están acumulando gas y polvo, generando chorros de alta energía visibles en las longitudes de onda de radio, que aceleran las partículas cargadas eléctricamente a altas velocidades.

En los AGN, el material de acreción es reprocesado por el entorno nuclear circundante, de modo que estos objetos son observables en todas las longitudes de onda, desde la radio hasta los rayos gamma. Sin embargo, la estructura del entorno nuclear todavía desconcierta a los científicos, y se requieren más estudios, especialmente en la longitud de onda de rayos X, para resolver cualquier incertidumbre con respecto a este tema. Tales observaciones podrían ser una herramienta poderosa para la investigación de la física de eyección de acreción en el vecindario de agujeros negros supermasivos en AGNs.

Las galaxias de radio de línea amplia (BLRG), como PKS 2251+11 con un corrimiento al rojo en el espectro de aproximadamente 0,33, son objetivos excelentes para las observaciones de rayos X de alta calidad debido al hecho de que tienen los flujos de rayos X más altos de la población de AGNs. Por lo tanto, la alta luminosidad de los rayos X y la proximidad relativa de PKS 2251+11 lo convierten en un candidato ideal para un análisis detallado de las regiones de acreción en las galaxias de radio.

Ahora, un grupo de astrónomos liderados por Samuele Ronchini del Instituto de Ciencia Gran Sasso en Italia ha utilizado el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA para realizar un análisis espectral y de tiempo de PKS 2251+11 en la banda de rayos X con el fin de obtener más información sobre la estructura , cinemática y estado físico del ambiente nuclear en esta galaxia.

«A través del análisis de rayos X de una observación realizada con el observatorio XMM-Newton, hemos obtenido información novedosa sobre la geometría, la cinemática y el estado físico de las regiones que rodean el SMBH [agujero negro supermasivo] en el centro del BLRG PKS 2251+11 «, escribieron los astrónomos de la investigación.

Las observaciones encontraron que la fuente de rayos X en PKS 2251+11 está parcialmente cubierta por un medio absorbente ionizado. Es muy probable que este absorbente sea grumoso y podría estar compuesto por nubes distintas con un factor de cobertura de alrededor del 90 por ciento. La distancia del medio absorbente del agujero negro supermasivo se estimó en alrededor de 0,33 años luz, sin embargo, no se puede excluir que el absorbedor esté ubicado mucho más lejos, en la zona del toroide polvoriento.

Los investigadores también detectaron una línea de emisión de hierro K-alfa a 6,4 keV. La intensidad de esta emisión muestra variabilidad en escalas de tiempo de horas. Los científicos agregaron que además de esta característica, ningún otro parámetro espectral exhibe una variabilidad significativa durante la campaña de observación.

En las observaciones finales, los autores del artículo señalaron que quedan muchas dudas sobre PKS 2251+11, como el origen de sus jets de radiación. Esto se debe principalmente a la falta de información sobre el estado del disco más interno y la propia inclinación de la galaxia.

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