Un agujero negro supermasivo quema el centro de un panqueque de polvo cósmico

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Los agujeros negros supermasivos en el centro de muchas galaxias pueden parecerse más a panqueques que a rosquillas, panqueques humeantes mientras los agujeros negros en su centro queman sus bordes internos.

Así es como el astrónomo de la Université de la Côte d’Azur, Romain Petrov, describió los hallazgos de sus colegas en un nuevo artículo publicado el miércoles en Naturaleza. Es un hallazgo que confirma y amplía una teoría sostenida desde hace mucho tiempo sobre los núcleos galácticos activos, los centros extremadamente brillantes de algunas galaxias que se cree que están impulsados ​​por agujeros negros supermasivos y que podrían tener implicaciones sobre cómo entendemos nuestra propia existencia.

“La coevolución entre el agujero negro y la galaxia anfitriona: ¿qué fue primero, el agujero negro o la galaxia? — tiene un fuerte impacto en la evolución de la galaxia, incluida la formación de estrellas en esa galaxia”, dijo el Dr. Petrov. “Un eslabón en la cadena de eventos que lleva a la existencia de personas que pueden discutir estos temas”.

El Dr. Petrov y sus colegas utilizaron el instrumento MATISSE (Multi-AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) y el Very Large Telescope en Chile para realizar nuevas observaciones de la galaxia Messier 77, una galaxia espiral barrada a unos 47 millones de años luz de la Tierra.

Messier 77 es una de las galaxias más fáciles de observar con un núcleo galáctico activo y fue la base de lo que se conoce como el Modelo Unificado de Núcleos Galácticos Activos, que sostiene que las diferencias en el comportamiento observado entre diferentes núcleos son una función de nuestro ángulo de visión. al observarlos y cuánto el agujero negro central está oculto por un toroide de polvo y gas. Este toro se forma a medida que la materia gira en espiral hacia adentro para alimentar el agujero negro central, el material gira, se comprime y libera la tremenda cantidad de energía que hace que los núcleos galácticos activos sean «activos».

Una nube de gas blanco es expulsada del centro de la galaxia activa Messier 77, presumiblemente por el agujero negro supermasivo que acecha en su núcleo.

(Nasa)

Messier 77 es el Núcleo Galáctico Activo canónico, su toroide oculta el agujero negro central de la vista directa, dijo el Dr. Petrov, «lo que lo convierte en la piedra angular del modelo unificado de Núcleos Galácticos Activos que explica una gran clase de fenómenos entonces misteriosos con un solo mecanismo». .”

Pero en 2019, un equipo que utilizó el instrumento GRAVITY a través del Very Large Telescope publicó resultados que, según el Dr. Petrov, desafiaron la geometría aceptada de Messier 77 y, por lo tanto, el modelo unificado.

GRAVITY, como MATISSE, es un instrumento infrarrojo, y el equipo de GRAVITY concluyó que podían ver el borde interior caliente de la «dona», el toroide que debería estar ocultando el agujero negro en el centro de Messier 77.

“Si ve el borde interior de la rosquilla, entonces no puede ocultar la estructura central que está en el medio de esa ‘rosquilla’”, dijo el Dr. Petrov. “Entonces, el modelo unificado no describe correctamente el objetivo que se utilizó para proponer el modelo unificado”.

Pero GRAVITY es un instrumento de infrarrojo cercano, sensible a la banda K, luz infrarroja de longitudes de onda entre 2 y 2,4 micrones. MATISSE ve en las bandas L, M y N, señaló el Dr. Petrov, longitudes de onda entre 3 y 14 micrones, que son más sensibles al tipo de diferencias de temperatura en las preguntas de las observaciones de Messier 77. Las nuevas observaciones realizadas por el Dr. Petrov y sus colegas refutan las predicciones de la colaboración GRAVITY sobre lo que debería verse con MATISSE, dijo, y así preservar el modelo unificado de Núcleos Galácticos Activos.

“Favorece de nuevo el modelo unificado, con una actualización: el toroide de polvo está ocultando la estructura central en [Messier 77], pero se parece más a un panqueque con un agujero central”, dijo el Dr. Petrov. “Y vemos flujos de material por encima de ese ‘panqueque’: la fuente caliente central está quemando los bordes del agujero en el panqueque y vemos el humo”, humo que en realidad es polvo expulsado desde el borde interior del toroide por el intenso radiación del agujero negro.

El modelo unificado recientemente reforzado ahora se puede aplicar al estudio de otros núcleos galácticos activos, dijo el Dr. Petrov, y ayudará a los astrónomos en su intento de desentrañar cómo los agujeros negros y las galaxias evolucionan juntos, y eso puede decirnos sobre la formación de estrellas. , la formación de planetas y el desarrollo de la vida misma.

Mientras tanto, el Dr. Petrov tiene más preguntas específicas sobre Messier 77, como ¿en qué consiste exactamente el polvo en el centro de este Núcleo Galáctico Activo?

«¿Qué es exactamente el proceso de viento polvoriento, el ‘humo’ sobre el orificio central del panqueque?» él dijo. “Esto se puede obtener a partir de una resolución espectral más alta con MATISSE (imágenes en bandas espectrales mucho más estrechas) y estamos trabajando para mejorar MATISSE para permitirlo. Actualmente estoy en el Observatorio Paranal [in Chile] precisamente por eso.”

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