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Astrónomas descubren galaxia que cambia su categoría por actividad en agujero negro

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  • Se trata de la galaxia PBC J2333.9-2343, una radio galaxia que pasó a tener un blázar en su centro, objetos de gran energía y uno de los más violentos que se han estudiado en el Universo. Esta investigación, en la que participa la astrónoma del Centro ANID, Instituto Milenio de Astrofísica,  Lorena Hernández, fue destacada por la Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

No tiene un nombre muy atractivo pero sin duda la galaxia PBC J2333.9-2343 tiene características especiales que nos permiten entender mejor cómo funcionan las dinámicas dentro de estos importantes objetos estelares. Particularidades que han hecho que sea el objeto de estudio por años de la astrónoma Lorena Hernández, investigadora del Instituto Milenio de Astrofísica MAS en Chile y de su colega Francesca Panessa, del Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS-INAF) de Italia.

“Empezamos a estudiar esta galaxia porque mostraba propiedades peculiares en diferentes frecuencias o energías. Nuestra hipótesis era que el chorro relativista de su agujero negro había cambiado de dirección, pero para corroborar esa idea, debíamos realizar diferentes observaciones. Propusimos un programa de seguimiento en diferentes rangos de energía de esta galaxia, ya que los cambios que podemos observar en ella nos dan información sobre la naturaleza de las regiones que la emiten, y nos permiten entender con mejor detalle los procesos físicos que tienen lugar”, explica Lorena, quien es parte del bróker astronómico ALeRCE .

Con este trabajo, que acaba de ser publicado en la prestigiosa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, descubrieron que lo que se produjo en PBC J2333.9-2343 fue que el chorro de partículas originado en las proximidades de su agujero supermasivo, conocido como jet y que se observa como una estructura cónica lanzada a gran distancia por los agujeros negros, al ser acelerado a velocidades relativistas cambió su dirección de forma drástica, pasando de estar en el plano del cielo, a estar alineado a nuestra línea visión, apuntando hacia nosotros, lo que es primera vez que se observa.

“Un jet está compuesto por partículas elementales como electrones y protones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Estas partículas se mueven de forma circular alrededor de un fuerte campo magnético, provocando la emisión de radiación a través de todo el espectro electromagnético. Cuando apunta en nuestra dirección, la emisión del éste es fuertemente amplificada, pudiendo fácilmente superar la del resto de la galaxia, lo que puede derivar en un comportamiento con “flares” o llamaradas de gran intensidad. Eso cambia la categorización de esa galaxia”, explica Lorena.

Según la astrónoma, cuando los dos jets apuntan en dirección al plano del cielo, se le conoce como radio galaxia, mientras que cuando uno de estos apunta hacia nosotros, como es el caso de PBC J2333.9-2343, el núcleo activo de esa galaxia es denominado blázar, fenómenos astronómicos que son gran fuente de energía y uno de los más intensos estudiados en el universo.

Y aunque cambios en la dirección de los jets, se han descrito anteriormente, como en el caso de las radio galaxias en forma de X, esta es la primera vez que se observa esta morfología, la que no nos da pistas respecto a jets o chorros en diferentes direcciones. “Ello no significa que no existan otros casos, pero son difíciles de identificar. Ahora que conocemos lo que sucedió en  PBC J2333.9-2343, es más fácil pensar en formas de buscar otros similares”.

Observando en distintas frecuencias

El programa de observación con que las astrónomas lograron llegar a estas conclusiones se basó en datos que se obtuvieron con estudios de radiofrecuencias obtenidas con el Radiotelescopio de Effelsberg (Max Planck Institute for Radio Astronomy en Alemania); el instrumento SMARTS-1.3m, de la Universidad de Yale, con el que se observó en un mismo momento en el óptico y en el infrarrojo; y para observaciones en rayos X y en ultravioleta de forma simultánea se utilizaron datos obtenidos por Neil Gehrels Swift Observatory (Universidad de Penn State).

Además de estos análisis, las científicas compararon propiedades de variación de PBC J2333.9-2343 con muestras grandes de galaxias con y sin jet que se lograron con el proyecto ALeRCE en Chile con datos del Zwicky Transient Facility (ZTF) y el proyecto ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System). “Con los datos del seguimiento pudimos estudiar los cambios que se producen en la galaxia con el tiempo, y vimos que variaba en todas las energías en las que la observamos, desde las frecuencias de radio hasta los rayos gamma”, explica Lorena Hernández, quien también es investigadora en la Universidad de Valparaíso .

Además de todo ello, incluyeron datos públicos que se obtienen de otros instrumentos: “Aunque estos no sirven para estudiar variabilidad, sí sirven para otros aspectos del análisis”. Con esta información, las expertas concluyeron que esta galaxia posee un núcleo activo brillante en el centro, con dos lóbulos que son las partes más externas del jet. Concluye que otros resultados de la investigación son por ejemplo que los lóbulos no están siendo alimentados por el núcleo, “lo que nuevamente nos indica que ahora el núcleo está alimentando a este blázar”.

En esta investigación participaron también los astrónomos del MAS Francisco Förster, Franz Bauer, Alejandra Muñoz y Paula Sánchez, del IFA Lorena Hernandez, Patricia Arévalo y Rosamaria Carraro y de la Universidad de Chile, Paulina Lira, y es una colaboración con otros investigadores e investigadoras de Italia, México, Suiza y Alemania.  

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Fuente: MAS

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