El chorro curvo de blazar

¿Cuál es el origen de los gigantescos chorros de materia emitidos por los gigantescos agujeros negros alfombrados en el corazón de ciertas galaxias? ? Al cruzar mediciones realizadas a diferentes longitudes de onda, y en particular en relación con la polarización de la luz visible emitida por una de estas «galaxias activas», El equipo del telescopio espacial Fermi y otros astrónomos han demostrado que la emisión de luz asociada con los chorros se origina mucho más lejos del agujero negro central de lo que se pensaba anteriormente.

Las galaxias centrales activas se caracterizan por una pequeña región central, pero tan brillante como el resto de la galaxia. Estos de los manantiales más brillantes del Universo son alimentados por un agujero negro supermasivo central, de varios millones a varios miles de millones de masas solares, que envuelve la materia: al caer sobre el agujero negro a través de un disco de acreción, la materia libera enorme energía en forma de radiación. Algunos de estos objetos también están acompañados por gigantescos chorros de materia que contribuyen a su brillo: una parte del gas acreditado por el agujero negro central se devuelve a velocidades cercanas a la de la luz en dos haces estrechos de direcciones opuestas, que se extienden a distancias mayores que las galaxias mismas !

Los chorros sin duda resultan de la interacción del disco de acreción con poderosos campos magnéticos y con el agujero negro, pero su origen exacto aún es poco conocido. La región de emisión de luz es demasiado pequeña para que las observaciones decidan entre los muchos modelos avanzados. Determinar dónde se produce la radiación emitida por los chorros ayudaría a comprender dónde y cómo se enfocan y aceleran. El equipo de astrónomos ha dado un paso en esta dirección siguiendo el blazar 3C 279 durante casi un año, a más de cinco mil millones de años luz de distancia, utilizando el telescopio espacial Fermi gamma ray (los blazars son núcleos de galaxias activos que se distinguen por emisiones muy variables, fuerte X y radiación de radio, y una emisión óptica polarizada. Estas características son el resultado del hecho de que la dirección de los chorros de material está muy cerca de nuestra línea de visión).

En febrero de 2009, el blazar 3C 279 experimentó una intensa erupción de rayos gamma que duró unos veinte días, antes de volver a su nivel habitual. Para obtener más información sobre este fenómeno, los investigadores combinaron los datos del satélite Fermi con observaciones en todo el espectro de luz recopiladas antes, durante y después de la erupción gamma por varios telescopios.

Señalaron en particular que la polarización de la emisión en el dominio visible estaba correlacionada con la emisión gamma: la proporción de luz polarizada visible, es decir, cuya onda oscila en una dirección privilegiada, cayó d » aproximadamente un 30 por ciento antes de la gamma erupción a,un pequeño porcentaje durante todo,La duración del evento, mientras que el ángulo de polarización varió rápidamente durante la erupción y finalmente giró 180 grados.

La correlación entre la emisión gamma y la emisión óptica de blazar muestra que estas emisiones provienen de la misma región. Además, la variación en la polarización refleja un movimiento en esta zona de emisión. De hecho, la aceleración de electrones en el chorro produce una emisión en el dominio visible (radiación sincrónica). Esta luz está polarizada debido al campo magnético helicoidal del chorro, que impone una trayectoria en los electrones y, por lo tanto, imprime una dirección privilegiada en la radiación sincrotrón. Un cambio en la orientación del campo modifica la dirección de polarización.

Según los cálculos de los investigadores, la hipótesis que mejor reproduce las variaciones en la polarización es que una «bola de gas» más densa en partículas cargadas se ha propagado en el chorro a lo largo de una trayectoria curva, en otras palabras, que este montón de materia ha cruzado un «codo». Dichos chorros curvos ya se han detectado antes, pero la razón de esta curvatura sigue sin estar clara.

Conociendo también la velocidad del chorro y la duración de la erupción, Los investigadores dedujeron la distancia recorrida por esta área de donde proviene la emisión del avión, que les proporcionó un límite inferior en la distancia entre esta región y el agujero negro central: sería al menos 105 rayos del agujero negro, una distancia mucho mayor que las pocas decenas a unos pocos miles de rayos predichos por ciertos modelos. Por lo tanto, la región de emisión no parece estar íntimamente asociada con las regiones internas del disco de acreción, es decir, la base del chorro.

Este trabajo confirma que las observaciones con varias longitudes de onda al mismo tiempo son necesarias para desenredar los procesos complejos involucrados en los núcleos activos de la galaxia.

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