Determinan cómo se produce la aceleración de partículas en los chorros de un agujero negro supermasivo
24/11/2022 de Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) / Nature
Ilustración en la que las observaciones del satélite IXPE sobre el blázar Markarian 501 muestran cómo las partículas de alta energía en el chorro (azul) golpean la onda de choque (blanco) emitiendo rayos X y, al alejarse, emanan luz de menor energía: primero visible, luego infrarroja y finalmente de microondas y radio. / Pablo García (NASA).
Los blázares, un tipo de galaxia activa, son las fuentes de energía continua más potentes del universo. Al igual que el resto de las galaxias activas, muestran una estructura formada por un agujero negro supermasivo central rodeado de un disco de materia que lo alimenta, pero se hallan entre el 10% de las galaxias activas que presenta un chorro de materia que emerge de ambos polos a altísima velocidad, y entre el porcentaje aún menor de casos en los que su orientación nos permite ver el chorro casi de frente. Ahora, un estudio responde a una pregunta irresoluble durante décadas: ¿cómo se aceleran las partículas de estos chorros hasta alcanzar energías tan altas?
Un equipo científico internacional ha empleado datos del Explorador de Polarimetría de Rayos X (IXPE, por sus siglas en inglés), para esbozar la respuesta, que se publica hoy en la revista Nature y que plantea que la explicación para la aceleración de las partículas se hallaría en una onda de choque dentro del chorro. «Se trata de un misterio de cuarenta años que hemos resuelto», afirma Yannis Liodakis, autor principal del estudio y astrónomo del Centro Finlandés para Astronomía con el Observatorio Europeo Austral. «Por fin disponemos de las piezas del rompecabezas, y la imagen que se ha creado es clara».
El nuevo estudio utilizó IXPE para observar Markarian 501, un blázar situado en el centro de una gran galaxia elíptica. Durante las observaciones, el equipo científico empleó además de observatorios espaciales, telescopios en tierra con capacidad de detectar la radiación polarizada para recopilar información sobre el objeto en una amplia gama de longitudes de onda, incluyendo microondas, luz visible y rayos X. Las observaciones realizadas por el equipo del IAA-CSIC en el radiotelescopio milimétrico de 30m de IRAM y el telescopio óptico de 1.5m del Observatorio de Sierra Nevada (ambos en Granada), y con el telescopio de 2.2m de Calar Alto (en Almería), fueron esenciales para interpretar los datos de IXPE.
La comparación de los datos con modelos teóricos mostró que el escenario más viable implica la existencia de una onda de choque que acelera las partículas del chorro. Una onda de choque se genera cuando una onda de presión se mueve más rápido que la velocidad del sonido del material circundante, como cuando un avión supersónico atraviesa la atmósfera terrestre.
[Fuente]
