Estudio caracteriza un potente episodio de emisión energética en M87
Por: Nagoya City University.
13 de diciembre de 2024
Curva de luz de la llamarada de rayos gamma (abajo) y colección de imágenes cuasi simuladas del chorro M87 (arriba) a varias escalas obtenidas en radio y rayos X durante la campaña de 2018. El instrumento, el rango de observación de longitud de onda y la escala se muestran en la parte superior izquierda de cada imagen. Crédito de la imagen: Colaboración EHT, Colaboración Fermi-LAT, Colaboración HESS, Colaboración MAGIC, Colaboración VERITAS, Colaboración EAVN.
También conocida como Virgo A o NGC 4486, M87 es el objeto más brillante del cúmulo de galaxias de Virgo, la estructura más grande del Universo ligada gravitacionalmente. Saltó a la fama en abril de 2019 después de que los científicos del Event Horizon Telescope (EHT) publicaran la primera imagen de un agujero negro en su centro. Tras estas observaciones, se ha presentado los datos de la segunda campaña de observación del EHT realizada en abril de 2018, en la que participaron más de 25 telescopios terrestres y orbitales.
Los autores informan de la primera observación de una llamarada de rayos gamma de alta energía en más de una década procedente del agujero negro supermasivo M87, basándose en espectros casi simultáneos de la galaxia que abarcan el rango de longitud de onda más amplio jamás recopilado. “Tuvimos la suerte de detectar una llamarada de rayos gamma procedente de M87 durante esta campaña de múltiples longitudes de onda del Event Horizon Telescope. Se trata del primer evento de llamarada de rayos gamma observado en esta fuente en más de una década, lo que nos permite delimitar con precisión el tamaño de la región responsable de la emisión de rayos gamma observada”, dice Giacomo Principe, uno de los coordinadores del artículo e investigador de la Universidad de Trieste.
El chorro relativista examinado por los investigadores es sorprendente en su extensión, alcanzando tamaños que exceden el horizonte de sucesos del agujero negro en decenas de millones de veces (siete órdenes de magnitud), similar a la diferencia entre el tamaño de una bacteria y la ballena azul más grande conocida. La llamarada energética, que duró aproximadamente tres días y sugiere una región de emisión de tamaño inferior a tres días luz (aproximadamente 170 unidades astronómicas), reveló un estallido brillante de emisión de alta energía, muy por encima de las energías que suelen detectar los radiotelescopios de la región del agujero negro.
“La duración de una llamarada corresponde aproximadamente al tamaño de la región de emisión. La rápida variabilidad de los rayos gamma indica que la región de la llamarada es extremadamente pequeña, sólo aproximadamente diez veces el tamaño del agujero negro central”, explica Daniel Mazin del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos de la Universidad de Tokio.
“La actividad de este agujero negro supermasivo es muy impredecible: es difícil predecir cuándo se producirá una llamarada. Los datos contrastantes obtenidos en 2017 y 2018, que representan sus fases de reposo y actividad respectivamente, proporcionan información crucial para desentrañar el ciclo de actividad de este enigmático agujero negro”, afirma Kazuhiro Hada, de la Universidad de la Ciudad de Nagoya, quien dirigió las observaciones de radio y el análisis de la campaña de longitudes de onda múltiples.
La segunda campaña EHT y de múltiples longitudes de onda en 2018 aprovechó más de dos docenas de instalaciones de observación de alto perfil, incluidos los telescopios Fermi-LAT, HST, NuSTAR, Chandra y Swift de la NASA, junto con los tres conjuntos de telescopios Cherenkov de imágenes atmosféricas más grandes del mundo (HESS, MAGIC y VERITAS). “Al combinar la información sobre el cambio en la dirección del chorro, la distribución del brillo del anillo observado por el EHT y la actividad de rayos gamma, podemos entender mejor los mecanismos detrás de la producción de la radiación de muy alta energía”, dice Motoki Kino de la Universidad Kogakuin.
“La llamarada de 2018 mostró un brillo particularmente fuerte en los rayos gamma. Es posible que las partículas de energía ultraalta experimentaran una aceleración adicional dentro de la misma región de emisión observada en estados tranquilos, o que se produjera una nueva aceleración en una región de emisión diferente”, dice Tomohisa Kawashima del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos. Esta detección abre el camino para estimular futuras investigaciones y posibles avances en la comprensión del Universo.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-12-m87-powerful-jet-unleashes-rare.html