Revelan estructura desconocida en galaxia gracias a imagen de alto contraste
6/6/2022 de ALMA / The Astrophysical Journal
ilustración de artista de una galaxia gigante que emite un chorro de material a alta energía. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
Tras obtener imágenes de alto rango dinámico, un equipo de astrónomos japoneses descubrió una débil señal de radio que cubre una galaxia gigante en cuyo centro vive un agujero negro altamente energético. La señal proviene del gas energizado directamente por el agujero negro. Los astrónomos buscan entender cómo un agujero negro interactúa con su galaxia anfitriona aplicando la misma técnica a otros cuásares.
3C273 es un cuásar que se encuentra a 2.400 millones de años luz de la Tierra. Un cuásar es el núcleo de una galaxia donde se cree que hay un agujero negro masivo que se traga el material circundante, un fenómeno que genera una enorme cantidad de radiación. A pesar de su nombre poco llamativo, 3C273 fue el primer cuásar en ser descubierto, y es el más brillante y el mejor estudiado a la fecha. De hecho, es una de las fuentes más observadas, puesto que su posición en el cielo sirve de parámetro para los telescopios. En otras palabras, 3C273 es un faro astronómico para estudiar ondas de radio.
A pesar de ser el cuásar más famoso y haber sido estudiado durante décadas, las observaciones de 3C273 se han concentrado en su brillante núcleo, de donde proviene la mayor parte de las ondas de radio. Así, la comunidad astronómica sabe mucho menos sobre su galaxia anfitriona, puesto que al ser mucho más tenue y difusa se necesitaba un amplio rango dinámico para observarla. Lo que hizo el equipo de investigación esta vez fue usar una técnica conocida como autocalibración para reducir la contaminación lumínica de la galaxia por las ondas de radio de 3C273, en la que se usó 3C273 para corregir los efectos de las fluctuaciones de la atmósfera terrestre en el telescopio. De esa forma, el equipo alcanzó un rango dinámico de 85,000, un récord para ALMA a la hora de observar objetos extragalácticos.
Al alcanzar un amplio rango dinámico, los investigadores descubrieron una débil señal de radio que se extiende por decenas de miles de años luz a través de la galaxia anfitriona de 3C273. Las emisiones de radio alrededor de los cuásares suelen delatar la presencia de una emisión sincrotrón, proveniente de eventos altamente energéticos como brotes de formación estelar o chorros ultrarrápidos que emanan del núcleo. En efecto, en estas imágenes se aprecia la presencia de un chorro sincrotrón abajo a la derecha. Una importante característica de la emisión sincrotrón es que su luminosidad cambia con la frecuencia, pero la débil emisión de radio descubierta por el equipo tiene un brillo constante independientemente de la frecuencia de radio. Tras considerar mecanismos alternativos, el equipo descubrió que esta tenue y extensa emisión de radio proviene del gas de hidrógeno presente en la galaxia y energizado directamente por el núcleo de 3C273. Esta es la primera vez que se observan ondas de radio de este tipo de mecanismo extendiéndose por decenas de miles de año luz en la galaxia anfitriona de un cuásar. Los astrónomos llevaban décadas pasando por alto el fenómeno en este emblemático objeto cósmico.
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