Cómo ilumina su entorno un agujero negro
3/11/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal
Esta imagen compuesta de la galaxia Centaurus A muestra un ejemplo de cómo los potentes chorros de rayos X y radio pueden extenderse desde el agujero negro supermasivo del centro de una galaxia, afectando a los alrededores del agujero negro. Crédito: ESO/WFI (visible); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (microondas); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (rayos X).
Sabemos que los centros de las galaxias activas albergan agujeros negros supermasivos con masas de millones o miles de millones de soles. Un misterio que rodea a estas bestias es que se observa que evolucionan simultáneamente con sus galaxias; por ejemplo, se observa una relación empírica entre el crecimiento del agujero negro y el del bulbo de la galaxia que lo alberga. Esto sugiere que debe de existir un mecanismo de retroalimentación por el que la evolución de un agujero negro está relacionada con la de su galaxia.
Un posible origen de este acoplamiento son los potentes chorros de materia emitidos desde los polos de estos agujeros negros supermasivos. Estos chorros se piensa que son producidos cuando parte del material que cae al agujero negro es expulsado y queda confinado por el gas y los campos magnéticos de los alrededores.
La región de gas que se cree que existe justo fuera de la esfera de influencia del agujero negro (a una distancia de entre mil y unos pocos miles de años-luz) es conocida como la región de las líneas estrechas, llamada así porque observamos líneas de emisión estrechas de este gas. Dado su estado caliente, ionizado, el gas debe de ser bombardeado con energía. Según el escenario canónico, la radiación del agujero negro calienta directamente el gas a través de un proceso denominado fotoionización. ¿Pero podrían estar los chorros involucrados también?
Un estudio reciente, liderado por Ákos Bogdán (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), explora mediante observaciones en rayos X del núcleo de una galaxia, la posibilidad de que esta región de líneas estrechas sea calentada e ionizada no solo por radiación sino también por los frentes de choque producidos cuando los chorros (que emiten en longitudes de onda de radio) colisionan con su entorno. Analizando observaciones profundas en rayos X de Chandra del centro de la galaxia Mrk 3, los investigadores demuestran la presencia de frentes de choque en el gas que emite rayos X tanto hacia el este como hacia el oeste del núcleo. Estos frentes, combinados con el ensanchamiento de la emisión de rayos X y otros indicios, apoyan la idea de que las colisiones de los chorros con el ambiente del entorno calientan el gas de la región de líneas estrechas, contribuyendo a su ionización, y que esta ionización juega un papel importante en cómo los agujeros negros de estas galaxias proporcionan energía a sus alrededores.
