Una historia de agujero negro contada por una cósmica gota y burbuja

Dos estructuras cósmicas muestran evidencia de un cambio notable en el comportamiento de un agujero negro supermasivo en una galaxia lejana. Utilizando datos del Observatorio de rayos x Chandra de la NASA y otros telescopios, los astrónomosestán juntando las pistas de un "blob" cósmico y una burbuja de gas que podría ser una nueva forma para la última actividad de un agujero negro gigante y su efecto en su galaxia anfitriona.

La gota verde, una reconocida estructura cósmica también llamada "De Hanny Voorwerp" (que significa "Objeto de Hanny" en holandés), es situado a unos 650 millones años luz de la Tierra. Este objeto fue descubierto en 2007 por Hanny van Arkel, en el momento un profesor de la escuela, como parte del proyecto de ciencia ciudadana Galaxy Zoo.

Los astrónomos piensan que una ráfaga de radiación ultravioleta y radiación x producida por un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia IC 2497 (sólo 200.000 años luz de distancia) excita los átomos de oxígeno en una nube de gas, dando el Blob verde su resplandor Esmeralda. En la actualidad el agujero negro está creciendo lentamente y no producen casi suficiente radiación para causar tal resplandor.

Si el agujero negro estaba creciendo a una tasa mucho más alta en el pasado y luego retrasó dramáticamente en los últimos 200.000 años, el brillo de la gota verde podría ser consistente con la presente baja actividad del agujero negro. En este escenario, el blob se convertiría en muchoen un regulador de luz en un futuro lejano, cuando se haya reducido en el ULTRAVIOLETA y la radiación x niveles de quasar se desvanezca finalmente al llegar a la nube.

En esta nueva imagen compuesta de IC 2497 (objeto superior) y la gota verde (abajo), los rayos x detectados por Chandra son púrpura y datos ópticos del telescopio espacial Hubble son rojo, verde y azul.

Nuevas observaciones con Chandra muestran que el agujero negro sigue produciendo grandes cantidades de energía a pesar de que ya no está generando radiación intensa como un cuásar. La evidencia de este cambio en la actividad del agujero negro viene del gas caliente en el centro de IC 2497 detectados en una larga exposición por Chandra. El centro de la emisión de rayos x muestra gas enfriado, que los astrónomos interpretan como una burbuja grande en el gas.

Los astrónomos sospechan que esta burbuja puede haber sido creada cuando un par de chorros del agujero negro sopló lejos el gas caliente. En este escenario, la energía producida por el agujero negro supermasivo ha cambiado desde un quásar, cuando la energía se irradia en un haz de luz amplio, más concentrada en su salida en forma de chorros colimados de partículas y en consonancia con la emisión de radio observada en esta fuente.

Sin embargo, la distancia de la gota verde de IC 2497 es lo suficientemente grande como para que podamos observar una respuesta retardada, o un eco de la actividad pasada, de un agujero negro creciente. Un calabozo que produce cantidades copiosas de radiación del material que cae, categorizado como "quasar".

Tales cambios en el comportamiento de la radiación fuerte de la salida se observan en los agujeros negros de masa estelar que pesan cerca de diez veces la del Sol, produciendo en pocas semanas. La mayor masa del agujero negro en IC 2497 resultados mucho más lentos cambios durante muchos miles de años.

Los ciudadanos y profesionales científicos del proyecto Galaxy Zoo han continuado a la caza de objetos como el Blob de verde. Se han encontrado muchas versiones más pequeñas de la gota verde (denominado "Voorwerpjes" o "pequeños objetos" en holandés). Estos últimos resultados del Chandra sugieren que quásares en descoloramiento identificados como Voorwerpjes son buenos lugares para buscar ejemplos de agujeros negros supermasivos que afectan a su entorno.

Un libro sobre estos resultados recientemente apareció en avisos mensuales de la sociedad astronómica real y está disponible en línea. Los autores del libro son Lia Sartori (ETH Zurich), Kevin Schawinski (ETH Zurich), Michael Koss (ETH Zurich), Ezequiel Treister (Universidad de concepción, Chile), Peter Maksym (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), William Keel (Universidad de Alabama, Tuscaloosa), C. Megan Urry (Yale University), Chris Lintott (Universidad de Oxford) y O. Ivy Wong (Universidad de Western Australia).

Marshall Space Flight Center 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 Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de la ciencia y el vuelo de Chandra.

Image Credit: X-ray: NASA/CXC/ETH Zurich/L. Sartori et al, Optical: NASA/STScI

Last Updated: Aug. 10, 2016

Editor: Lee Mohon

Traducción: El Quelonio Volador