Los Telescopios Nustar Y Xmm-newton Dan Forma A Los Vientos De Los Agujeros Negros

Los telescopios NuSTAR y XMM-Newton revelan furiosos vientos de agujero negro

Los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias emiten radiación y vientos ultrarrápidos, como se ilustra en la concepción de este artista. Los telescopios NuSTAR de la NASA y XMM-Newton de la ESA muestran que estos vientos, que contienen átomos altamente ionizados, soplan de forma casi esférica.

Utilizando NASA Los astrónomos de los telescopios NuSTAR y XMM-Newton de la ESA han medido la fuerza de los vientos ultrarrápidos de un supermasivo calabozo , lo que demuestra que los vientos son lo suficientemente poderosos como para inhibir la capacidad de la galaxia anfitriona de producir nuevas estrellas.

La matriz de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA (NuSTAR) y el telescopio XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea) muestran que vientos feroces de un agujero negro supermasivo soplan hacia afuera en todas direcciones, un fenómeno que se había sospechado, pero difícil de probar hasta ahora.

Este descubrimiento les ha dado a los astrónomos la primera oportunidad de medir la fuerza de estos vientos ultrarrápidos y demostrar que son lo suficientemente poderosos como para inhibir la capacidad de la galaxia anfitriona de producir nuevas estrellas.

“Sabemos que los agujeros negros en el centro de las galaxias pueden alimentarse de materia y este proceso puede producir vientos. Se cree que esto regula el crecimiento de las galaxias ”, dijo Fiona Harrison del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California. Harrison es el investigador principal de NuSTAR y coautor de un nuevo artículo sobre estos resultados que aparece en la revista Science. “Al conocer la velocidad, la forma y el tamaño de los vientos, ahora podemos averiguar qué tan poderosos son”.

Los agujeros negros supermasivos envían materia a sus galaxias anfitrionas, con vientos emisores de rayos X que viajan hasta un tercio de la velocidad de la luz. En el nuevo estudio, los astrónomos determinaron que PDS 456, un agujero negro extremadamente brillante conocido como cuásar a más de 2 mil millones de años luz de distancia, sostiene vientos que transportan más energía cada segundo de la que emiten más de un billón de soles.

“Ahora sabemos que los vientos de cuásar contribuyen significativamente a la pérdida de masa en una galaxia, eliminando su suministro de gas, que es el combustible para la formación de estrellas”, dijo el autor principal del estudio, Emanuele Nardini, de la Universidad de Keele en Inglaterra.

NuSTAR y XMM-Newton observaron simultáneamente PDS 456 en cinco ocasiones distintas en 2013 y 2014. Los telescopios espaciales se complementan al observar diferentes partes del espectro de luz de rayos X: XMM-Newton visualiza baja energía y NuSTAR visualiza alta energía.

Las observaciones anteriores de XMM-Newton habían identificado vientos de agujeros negros que soplaban hacia nosotros, pero no pudieron determinar si los vientos también soplaban en todas direcciones. XMM-Newton había detectado átomos de hierro, que son transportados por los vientos junto con otra materia, solo directamente frente al agujero negro, donde bloquean los rayos X. Combinando datos de rayos X de alta energía de NuSTAR con observaciones de XMM-Newton, los científicos pudieron encontrar firmas de hierro esparcidas por los lados, lo que demuestra que los vientos emanan del agujero negro no en forma de haz, sino de forma casi esférica.

“Este es un gran ejemplo de la sinergia entre XMM-Newton y NuSTAR”, dijo Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton en la ESA. “La complementariedad de estos dos observatorios de rayos X nos permite revelar detalles previamente ocultos sobre el lado poderoso del universo”.

Con la forma y extensión de los vientos conocidos, los investigadores pudieron determinar la fuerza de los vientos y el grado en que pueden inhibir la formación de nuevas estrellas.

Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos y sus galaxias de origen evolucionan juntos y regulan el crecimiento de cada uno. La evidencia de esto proviene en parte de las observaciones de las protuberancias centrales de las galaxias: cuanto más masiva es la protuberancia central, más grande es el agujero negro supermasivo.

Este último informe demuestra un agujero negro supermasivo y sus vientos de alta velocidad afectan en gran medida a la galaxia anfitriona. A medida que el agujero negro aumenta de tamaño, sus vientos empujan grandes cantidades de materia hacia afuera a través de la galaxia, lo que finalmente detiene la formación de nuevas estrellas.

Debido a que PDS 456 está relativamente cerca, según los estándares cósmicos, es brillante y se puede estudiar en detalle. Este agujero negro ofrece a los astrónomos una mirada única a una era lejana de nuestro universo, hace unos 10 mil millones de años, cuando los agujeros negros supermasivos y sus vientos furiosos eran más comunes y posiblemente formaban galaxias como las vemos hoy.

“Para un astrónomo, estudiar PDS 456 es como a un paleontólogo al que se le da un dinosaurio vivo para estudiar”, dijo el coautor del estudio, Daniel Stern, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA ( JPL ) en Pasadena. “Somos capaces de investigar la física de estos importantes sistemas con un nivel de detalle que no es posible para los que se encuentran a distancias más típicas, durante la ‘Era de los quásares’”.

NuSTAR es una misión Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por JPL para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington.

Publicación : E. Nardini, et al., “Retroalimentación de agujero negro en el quásar luminoso PDS 456”, Science 20 de febrero de 2015: Vol. 347 no. 6224 págs. 860-863; DOI: 10.1126 / science.1259202

Imagen: NASA / JPL-Caltech

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