Astrónomos detectan los jets de agujeros negros de mayor longitud        

Por: Caltech.

18 de septiembre de 2024

Ilustración del sistema de jets de agujeros negros, denominado Porphyrion. Crédito de la imagen: E. Wernquist / D. Nelson (IllustrisTNG Collaboration) / M. Oei.

Los astrónomos han descubierto el par de jets de agujeros negros más grande jamás visto, con una longitud total de 23 millones de años luz, lo que equivale a alinear 140 galaxias de la Vía Láctea una tras otra. La megaestructura de chorro, apodada Porphyrion en honor a un gigante de la mitología griega, data de una época en la que nuestro Universo tenía 6.300 millones de años, o menos de la mitad de su edad actual de 13.800 millones de años.

Estos feroces jets de plasma, con una potencia total equivalente a billones de soles, salen disparados desde arriba y desde abajo de un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia remota. Antes del descubrimiento de Porphyrion, el sistema de jets más grande confirmado era el de Alcyoneus, también llamado así por un gigante de la mitología griega. Alcyoneus que fue descubierto en 2022 por el mismo equipo que encontró Porphyrion, abarca el equivalente a unas 100 Vías Lácteas. A modo de comparación, los conocidos chorros de Centaurus A, el sistema de chorros más importante más cercano a la Tierra, abarcan 10 Vías Lácteas.

El último hallazgo sugiere que estos sistemas de chorros gigantes pueden haber tenido una influencia mayor en la formación de galaxias en el Universo joven de lo que se creía anteriormente. Porphyrion existió durante una época temprana en la que los filamentos tenues que conectan y alimentan las galaxias, conocidos como la red cósmica, estaban más juntos que ahora. Eso significa que chorros enormes como Porphyrion alcanzaban una mayor porción de la red cósmica en comparación con los chorros del Universo local.

“Los astrónomos creen que las galaxias y sus agujeros negros centrales coevolucionan, y un aspecto clave de esto es que los chorros pueden dispersar enormes cantidades de energía que afectan el crecimiento de sus galaxias anfitrionas y otras galaxias cercanas”, dice el coautor George Djorgovski, profesor de astronomía y ciencia de datos en Caltech. El sistema de chorros de Porphyrion es el más grande descubierto hasta ahora durante un estudio del cielo que ha revelado una cantidad sorprendente de megaestructuras débiles: más de 10.000. Esta enorme población de chorros gigantescos se descubrió utilizando el radiotelescopio europeo LOFAR (LOw Frequency ARray).

Ya se conocía la existencia de chorros gigantes, así que para buscar sistemáticamente más chorros ocultos, el equipo inspeccionó las imágenes de radio a simple vista, utilizó herramientas de aprendizaje automático para escanear las imágenes en busca de señales de los chorros que se aproximaban y solicitó la ayuda de científicos ciudadanos de todo el mundo para examinar las imágenes con más detalle.

Para encontrar la galaxia de la que se originó Porphyrion, el equipo utilizó el radiotelescopio gigante de ondas métricas (GMRT) en la India junto con datos complementarios de un proyecto llamado Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que opera desde el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona. Las observaciones señalaron el origen de los chorros en una galaxia enorme unas diez veces más masiva que nuestra Vía Láctea. El equipo utilizó el Observatorio WM Keck en Hawái para demostrar que Porphyrion se encuentra a 7.500 millones de años luz de la Tierra.

Las observaciones de Keck también revelaron que Porphyrion surgió de lo que se llama un agujero negro activo en modo radiativo, a diferencia de uno que está en un estado de modo chorro. Cuando los agujeros negros supermasivos se activan (en otras palabras, cuando sus inmensas fuerzas de gravedad atraen y calientan el material circundante), se cree que emiten energía en forma de radiación o chorros. Los agujeros negros en modo radiativo eran más comunes en el Universo joven o distante, mientras que los de modo chorro son más comunes en el Universo actual.

Todavía no está claro cómo los chorros pueden extenderse tanto más allá de sus galaxias anfitrionas sin desestabilizarse. Como siguiente paso, el equipo de investigación quiere entender mejor cómo estas megaestructuras influyen en su entorno. Los chorros difunden rayos cósmicos, calor, átomos pesados ​​y campos magnéticos por todo el espacio entre galaxias; teniendo especial interés en averiguar hasta qué punto los jets gigantes difunden magnetismo.

Fuente: