Revelados nuevos datos sobre los Objetos Simétricos Compactos        

Por: Whitney Clavin, Caltech.

26 de marzo de 2024

Esta imagen, tomada por el Very Long Baseline Array (VLBA), muestra dos agujeros negros supermasivos, que aparecen como manchas con franjas rojas. Los agujeros negros se encuentran en el centro de una galaxia elíptica. Los colores representan diferentes pendientes espectrales en la emisión de radio, y el rojo muestra las regiones más densas que rodean los agujeros negros. Crédito de la imagen: HL Maness/Grinnell College.

Una nueva investigación sobre una oscura clase de galaxias conocidas como Objetos Simétricos Compactos (CSO, por sus siglas en inglés) ha revelado que estos objetos no son del todo lo que parecen. Los CSO son galaxias activas que albergan agujeros negros supermasivos en sus núcleos. De estos monstruosos agujeros negros surgen dos chorros que viajan en direcciones opuestas casi a la velocidad de la luz. Pero en comparación con otras galaxias que cuentan con feroces chorros, estos chorros no se extienden a grandes distancias: son mucho más compactos.

Durante muchas décadas, los astrónomos sospecharon que los CSO eran simplemente jóvenes y que sus chorros eventualmente viajarían a distancias mayores. Ahora, en tres artículos diferentes en The Astrophysical Journal, un equipo de investigadores dirigido por Caltech ha concluido que los CSO no son jóvenes sino que llevan vidas relativamente cortas. De acuerdo a los investigadores, estos objetos son una especie distinta que vive y muere en miles de años en lugar de millones de años que son comunes en galaxias con chorros más grandes.

En los nuevos estudios, el equipo revisó la literatura y observaciones pasadas de más de 3000 CSO candidatos, verificando que 64 eran reales e identificando 15 CSO adicionales. Todos estos objetos habían sido observados previamente por el Very Long Baseline Array (VLBA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), y algunos habían sido observados por otros radiotelescopios de alta resolución. El análisis del equipo concluye que los CSO expulsan chorros durante 5.000 años o menos y luego se extinguen.

En cuanto a lo que alimenta los chorros de corta duración, los científicos creen que la causa es un evento de perturbación de marea (TDE), que ocurre cuando una sola estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo y es devorada. De acuerdo a Anthony Readhead, líder del estudio, "sospechamos que una sola estrella se desgarra y luego toda esa energía se canaliza en chorros a lo largo del eje alrededor del cual gira el agujero negro".

Readhead sospechó por primera vez que los CSO podrían estar impulsadas por TDE allá por la década de 1990, pero dice que la idea pasó en gran medida desapercibida para la comunidad científica. "La hipótesis quedó prácticamente olvidada porque pasaron años antes de que comenzaran a acumularse pruebas observacionales de los TDE", dice. En el momento de su hipótesis original, sólo se habían encontrado tres CSO.

Con el paso de los años, comenzó a surgir una imagen de los CSO como una familia completamente distinta con chorros que se extinguen mucho antes que sus gigantescos hermanos, como los de la extremadamente poderosa Cygnus A, una galaxia que dispara chorros extremadamente poderosos que brillan intensamente en longitudes de onda de radio. Estos chorros se extienden a distancias de unos 230.000 años luz en cada dirección y duran decenas de millones de años. Por el contrario, los chorros CSO se extienden hasta unos 1.500 años luz como máximo y se extinguen en unos 5.000 años.

Según los astrónomos, los chorros CSO probablemente se forman cuando un agujero negro supermasivo se alimenta no de cualquier estrella, sino de una importante. Al analizar la variada colección de imágenes de radio de CSO, los investigadores dicen que pueden rastrear cómo los objetos envejecen con el tiempo, casi como mirar un álbum de fotos de la vida de un CSO para observar cómo evolucionan sus chorros. Los CSO más jóvenes tienen chorros más cortos que están más cerca de los agujeros negros, mientras que los objetos más viejos tienen chorros que se extienden más lejos de su agujero negro.

Si los descubrimientos de Readhead y su equipo se confirman con observaciones adicionales, los CSO proporcionarán una vía completamente nueva para estudiar cómo las estrellas masivas en los centros de las galaxias interactúan con los agujeros negros supermasivos. Poder estudiar estos objetos en escalas de tiempo de años a décadas en lugar de millones de años ha abierto la puerta a un laboratorio completamente nuevo para estudiar los agujeros negros supermasivos y las muchas sorpresas inesperadas e impredecibles que contienen.

Fuente:

https://phys.org/news/2024-03-supermassive-black-holes-awakened-briefly.html