A gran profundidad en el interior de la galaxia M87
3/5/2017 de Max Planck Institute for Radio Astronomy / Astronomy & Astrophysics
Ilustración esquemática del proceso turbulento de inyección de masa desde el disco de acrecimiento de un agüero negro supermasivo al interior de un campo magnético espiral. Crédito: Axel. M. Quetz/MPIA Heidelberg.
La cercana y gigantesca radio galaxia M87 alberga un agujero negro supermasivo y es famosa por su brillante chorro de material que domina el espectro electromagnético abarcando diez órdenes de magnitud en frecuencia. Debido a su proximidad, notoriedad del chorro y gran masa del agujero negro, M87 es el mejor laboratorio para investigar la formación, aceleración y colimación de chorros relativistas. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Silke Britzen (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn) ha encontrado pruebas de la existencia de procesos turbulentos que conectan el disco de acrecimiento y el chorro de esa galaxia, aportando datos sobre el problema del origen de los chorros astrofísicos.
Los agujeros negros son responsables de algunos de los fenómenos más enigmáticos de la astrofísica. Los agujeros negros activos producen radiación por la adquisición de materia que forma un disco de acrecimiento que rodea el motor central. Una señal clara de que un agujero negro está acretando materia activamente en el centro de una galaxia es la presencia de enormes chorros de material que son expulsados desde el núcleo galáctico a megaparsecs de distancia, mucho más allá del límite ópticamente visible de la galaxia.
M87, la galaxia central del cúmulo de Virgo, se encuentra a una distancia de sólo 17 Mpc (correspondiente a 50 millones de años-luz). Es el segundo núcleo galáctico activo más cercano a nosotros, albergando un agujero negro activo de 6 mil millones de masas solares en su centro. M87 fue la primera galaxia donde se pudo identificar un chorro y es uno de los que han sido estudiados más a fondo. Puede verse por todo el espectro electromagnético, desde radio a rayos X. Pero a pesar del gran número de observaciones disponible, todavía se desconoce la conexión entre el agujero negro que acreta material y el chorro que emite radiación electromagnética.
Ahora un equipo de investigadores ha estudiado este problema observando M87 con el conjunto de radiotelescopios que forma la red del VLBA. «Reanalizamos estos datos, lo que nos proporcionó pistas sobre los procesos complejos que relacionan el chorro y el disco de acrecimiento de M87», explica Britzen. La mejor explicación para los resultados obtenidos es la existencia de procesos rápidos turbulentos con fenómenos de reconexión magnética, similares a los observados a escalas mucho menores en la superficie del Sol. «Hay buenas razones para pensar que la superficie del disco de acrecimiento se comporta de modo parecido a la superficie del Sol: gas caliente burbujeante en el que se producen fenómenos propios de la actividad magnética, como la reconexión y las fulguraciones», añade Christian Fendt (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg). Mientras que cerca de la superficie del disco las estructuras magnéticas a pequeña escala dominan el aporte de masa al chorro, a distancias mayores sólo sobrevive la estructura del campo magnético global espiral, que gobierna el movimiento del chorro.
