Fuegos artificiales en el agujero negro de una galaxia cercana

En una galaxia que dista cerca de 23 millones años luz se encuentra el sitio de fuegos artificiales impresionantes, en curso,. En lugar de papel, polvo y fuego, este espectáculo de luz Galáctica consiste en un agujero negro gigante, ondas de choque y vastas reservas de gas.

Crédito de la imagen:

NASA/CXC/JPL-Caltech/STScI/NSF/NRAO/VLA

 

Celebrantes del cuatro de julio ( Independencia de USA) disfrutaron de las luces deslumbrantes y ondas de choque en pleno auge de las explosiones de fuegos artificiales. Un evento de similar estilo está teniendo lugar en la galaxia Messier 106, como se ve por el telescopio espacial Spitzer de la NASA, Observatorio de rayos x Chandra y el observatorio espacial Herschel. Herschel es una misión de la Agencia Espacial Europea con importantes contribuciones de la NASA.

Chorros de energéticos, que explotan en un agujero negro central de 106 Messier, calientan el material en la galaxia convirtiéndola en brillante, como los ingredientes de un fuego artificial. Los jets también potencia las ondas de choque que impulsan los gases en el interior de la galaxia.

 

Esos gases constituyen el combustible para producir nuevas estrellas. Un nuevo estudio estima que las ondas de choque ya han calentado y expulsado a dos tercios del gas desde el centro de Messier 106. Con una capacidad reducida de estrellas de nuevos nacimientos, Messier 106 parece ser la transición hacia una galaxia lenticular estéril, supuestamente lleno de viejas, estrellas rojas. Las galaxias lenticulares son discos planos sin brazos espirales prominentes.

"Chorros desde el agujero negro supermasivo en el centro de Messier 106 están teniendo una influencia profunda en el gas disponible para hacer estrellas de esta galaxia," dijo Patrick Ogle, astrofísico en el centro de análisis en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena y autor principal de un nuevo documento que describe los resultados y procesamiento infrarrojo. "Este proceso eventualmente puede transformar la galaxia espiral Messier 106 en una galaxia lenticular, privándola de la materia prima para fomar estrellas."

 

 

Una imagen compuesta de la galaxia espiral NGC 4258 mostrando la emisión de rayos x observados con el Observatorio de rayos x Chandra de la NASA (azul) y emisión de rayos infrarrojos observado con el telescopio del espacio de la NASA Spitzer (rojo y verde).

Crédito de la imagen:

X-Ray: NASA/CXC/NASA/JPL-Caltech

 

Muchas galaxias contienen un agujero negro central que activamente "se alimenta" del gas cercano. Parte del material, como dibuja hacia el agujero negro, acelera drásticamente y arroja violentamente hacia fuera como chorros de doble cerca de los polos del agujero negro. Como uno de los más cercanos vecinos galácticos de la Vía Láctea, Messier 106 ofrece una gran oportunidad para investigar estos chorros de alta potencia. Cúmulo globular 106--también conocida como NGC 4258--es 23,5 millones años luz distante y visible con binoculares en la constelación Canes Venatici.

Para el nuevo estudio, los investigadores usaron datos obtenidos con el telescopio infrarrojo Spitzer antes el Observatorio acabó el refrigerante en el 2009, como estaba previsto. Los datos representan un mapa de la luz infrarroja emitida por las moléculas de hidrógeno calentado en 106 Messier. El hidrógeno calentado es una firma del jet del agujero negro central que energiza el disco alrededor de la galaxia.

Específicamente, hidrógeno de Sierra calentado del Spitzer en los dos brazos espirales misterioso que Messier 106 es famoso. Estas armas no son como los brazos espirales generalmente, lleno de estrellas que encontramos en las galaxias espirales, como nuestra Vía Láctea. En investigaciones anteriores con Spitzer y Chandra, los investigadores descubrieron que chorros gemelos desde el agujero negro han generado los brazos anómalos, que contienen gas calentado a millones de grados que brilla en las radiografías, detectadas por Chandra.

 

En las porciones internas de los brazos espirales anómalos, las imágenes de infrarrojo Spitzer han revelado el equivalente de 10 millones de veces la masa del Sol de hidrógeno molecular calentado a entre acerca de menos 20 y 1.400 grados Fahrenheit (menos 760 y 28 grados centígrados) por las ondas de choque. Sin las ondas de choque, este gas sería más frío, es probable que unos pocos cientos de grados bajo cero, Fahrenheit.

De una comparación directa de la Sierra Chandra y Spitzer imágenes, Ogle y colegas dicen que hay una estrecha relación entre el gas que se sorprende a millones de grados, vistos por Chandra y la mayor parte del gas de hidrógeno denso calentado a cientos de grados, vistos por Spitzer. El jet está rodeado de un capullo de gasolina súper, que conduce las ondas de choque en el gas de hidrógeno molecular circundante, como estallido de fuegos artificiales. El hidrógeno molecular se calienta, emite luz infrarroja que registra Spitzer y es echado del interior de la galaxia en gas-derramado.

Mientras tanto, las observaciones de Herschel, atrapando el calor irradiando desde granos de polvo que se mezclan con gas calentado por el choque de la galaxia. "Una cantidad relativamente grande de emisión de gas molecular en comparación con la emisión de polvo confirma que la turbulencia impulsada por el choque de los jets del agujero negro está calentando el gas molecular," dijo coautor papel Philip Appleton del Herschel NASA Science Center en Caltech.

 

Spitzer y Herschel también fueron capaces de medir el nivel de actividad de la fabricación de estrellas en la región central de Messier 106. El poco gas dejado allí soporta una tasa de formación de estrellas miserable de sólo 0,08 masas solares, o sol-equivalente, por año (un ritmo robusto ejecuta a tres masas solares por año). La tasa de formación de estrellas en cuartos internos de Messier 106 continuará disminuyendo hasta que los jets han expulsado todo el gas desde el centro de la galaxia, convirtiendo una galaxia lenticular terminando 106 Messier.

"Nuestros resultados demuestran que estos chorros de agujero negro pueden tener un impacto significativo sobre la evolución de las galaxias, eventualmente esterilizarlos y haciéndolos despojado del gas necesario para formar nuevas estrellas," dijo Ogle.

Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, maneja la misión del telescopio espacial Spitzer para la dirección de misiones de ciencia de la NASA, Washington. En 2009, el telescopio comenzó a su misión de "mantener caliente", que se aprovecha de los canales que aún trabajan, en menor longitud de onda infrarrojos en el Observatorio. Se llevan a cabo operaciones científicas en el centro de ciencia de Spitzer en Caltech. Las operaciones de la nave espacial se basan en Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Datos se archivan en el archivo de ciencia infrarrojo ubicado en el centro de análisis de Caltech y procesamiento infrarrojo. Caltech gestiona JPL de la NASA.

 

Herschel es una misión de la Agencia Espacial Europea, con instrumentos científicos proporcionados por consorcios de institutos europeos y con importante participación de la NASA. Mientras que el Observatorio ha sido parado haciendo ciencia observaciones en abril de 2013, después de ejecutar y agotar el líquido refrigerante, como era de esperarse, los científicos siguen a analizando sus datos. La Oficina de proyectos de la NASA Herschel se basa en el JPL. JPL aportó tecnología habilitadora de misión para dos de los tres instrumentos de la ciencia de Herschel. La NASA Herschel Science Center, parte del procesamiento infrarrojo y el centro de análisis en Caltech, apoya a la comunidad astronómica de Estados Unidos. Caltech gestiona JPL de la NASA.

Centro de vuelo espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de misiones de ciencia de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de vuelo y ciencia de Chandra.

 

 Whitney Clavin 818-354-4673
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
whitney.clavin@jpl.nasa.gov

 

Traducción: El Quelonio Volador