Un equipo de astrónomos ha estudiado 16 agujeros negros supermasivos que están disparando poderosos rayos al espacio, para rastrear hacia dónde apuntan estos rayos, o chorros, ahora y hacia dónde apuntaban en el pasado, como se informó en nuestro último comunicado de prensa. Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Very Large Baseline Array (VLBA) del Observatorio Nacional de Ciencias Radioastronómicas (NRAO) de Estados Unidos, descubrieron que algunos de los haces han cambiado de dirección en grandes cantidades.
Estas dos imágenes de Chandra muestran gas caliente en el centro del cúmulo de galaxias Abell 478 (izquierda) y el grupo de galaxias NGC 5044 (derecha). El centro de cada imagen contiene uno de los dieciséis agujeros negros que disparan rayos hacia afuera. Cada agujero negro está en el centro de una galaxia incrustada en el gas caliente.
En las imágenes de abajo, aparecen las etiquetas y las imágenes de radio. Las elipses muestran un par de cavidades en el gas caliente para Abell 478 (izquierda) y las elipses muestran dos pares de cavidades para NGC 5044 (derecha). Estas cavidades fueron excavadas por las vigas hace millones de años, dando las direcciones de las vigas en el pasado. Una X muestra la ubicación de cada agujero negro supermasivo.
Las imágenes del VLBA se muestran como recuadros, que revelan hacia dónde apuntan actualmente los haces, vistos desde la Tierra. Las imágenes de radio son mucho más pequeñas que las imágenes de rayos X. Para Abell 478 la imagen de radio es aproximadamente el 3% del ancho de la imagen de Chandra y para NGC 5044 la imagen de radio es aproximadamente el 4% del ancho de la imagen de Chandra.
Una comparación entre las imágenes de Chandra y VLBA muestra que los haces de Abell 478 cambiaron de dirección unos 35 grados y los haces de NGC 5044 cambiaron de dirección unos 70 grados.
En toda la muestra, los investigadores encontraron que alrededor de un tercio de las 16 galaxias tienen haces que apuntan en direcciones completamente diferentes a las que tenían antes. Algunos han cambiado de dirección en casi 90 grados en algunos casos, y en escalas de tiempo entre un millón de años y unas pocas decenas de millones de años. Dado que los agujeros negros tienen una edad del orden de 10.000 millones de años, esto representa un cambio relativamente rápido para estas galaxias.
Los agujeros negros generan haces cuando el material cae sobre ellos a través de un disco giratorio de materia y parte de ella se redirige hacia afuera. Se cree que la dirección de los haces de cada uno de estos agujeros negros gigantes, que probablemente estén girando, se alinea con el eje de rotación del agujero negro, lo que significa que los rayos apuntan a lo largo de una línea que conecta los polos.
Se cree que estos haces son perpendiculares al disco. Si el material cae hacia los agujeros negros en un ángulo diferente que no es paralelo al disco, podría afectar la dirección de los ejes de rotación del agujero negro, cambiando la dirección de los haces.
Los científicos creen que los haces de los agujeros negros y las cavidades que tallan juegan un papel importante en la cantidad de estrellas que se forman en sus galaxias. Los rayos bombean energía al gas caliente dentro y alrededor de la galaxia, evitando que se enfríe lo suficiente como para formar un gran número de nuevas estrellas. Si los haces cambian de dirección en grandes cantidades, pueden frenar la formación estelar en áreas mucho más grandes de la galaxia.
El artículo que describe estos resultados se publicó en la edición del 20 de enero de 2024 de The Astrophysical Journal y está disponible aquí. Los autores son Francesco Ubertosi (Universidad de Bolonia en Italia), Gerritt Schellenberger (Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian), Ewan O'Sullivan (CfA), Jan Vrtilek (CfA), Simona Giacintucci (Laboratorio de Investigación Naval), Laurence David (CfA), William Forman (CfA), Myriam Gitti (Universidad de Bolonia), Tiziana Venturi (Instituto Nacional de Astrofísica-Instituto de Radioastronomía de Italia), Christine Jones (CfA) y Fabrizio Brighenti (Universidad de Bolonia).
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla la ciencia desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
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