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Astrónomos argentinos encuentran un atípico núcleo de galaxia activa

El Dr. Ezequiel Marchesini y un grupo de colegas graduados de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la UNLP, descubrieron el primer blazar débil en radio. Todos los blazares, particularmente los llamados BL Lacertae (BL Lac), se caracterizan por ser muy potentes emisores en ondas de radio pero en este trabajo se descubrió la excepción. Estos objetos fueron predichos teóricamente hacia finales de los ‘90, pero nunca se los había descubierto (¡hasta ahora!). Compartimos las ideas centrales del artículo científico que encabeza el Dr. Marchesini, junto a otras autoras y autores, muchos de ellos, graduados de FCAG. Este trabajo fue aceptado para su publicación en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics.

 

Agujeros negros supermasivos

Desde hace algunas décadas, los astrónomos han descubierto que la mayoría de las galaxias de mayor tamaño tienen un agujero negro supermasivo en sus centros. Recordemos que los agujeros negros son cuerpos compactos que contienen enormes cantidades de materia, razón por la cual ejercen tanta atracción gravitatoria que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. En este caso, un agujero negro supermasivo es una clase de agujero negro con una masa gigantesca: entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol.

Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, tiene un agujero negro supermasivo en su núcleo, como lo evidencia la imagen tomada por el Telescopio de Horizonte de los Eventos (Event Horizon Telescope, EHT) (https://apod.nasa.gov/apod/ap220513.html). Sin embargo, este agujero negro no se comporta como los que albergan las galaxias de núcleo activo (AGN o "Active Galactic Nucleus").

Qué son las galaxias de núcleo activo (AGN)

Las galaxias con núcleo activo son galaxias que se diferencian de las "galaxias normales" porque su región central (el núcleo activo o AGN, propiamente dicho) emite energía luminosa de forma inusualmente intensa. Esta emisión de luz que va desde las energías más bajas (ondas de radio) hasta las más altas detectables (rayos gamma) no puede explicarse suponiendo que proviene de estrellas. El origen de la intensa radiación está en la acreción de materia en torno al agujero negro supermasivo.

Por "acreción de materia" entendemos al proceso por el cual la materia circundante al agujero negro supermasivo cae raudamente hacia su interior, formando un disco de gas que rota a velocidades increíbles. La materia acelerada violentamente en ese disco brilla intensamente, y su luz puede escapar por originarse un poco más lejos del agujero negro central.

Jet: eyección de partículas ¡a velocidades cercanas a la de la luz!

En algunos casos, los núcleos activos producen "jets". Los jets son una copiosa eyección de partículas a velocidades cercanas a la de la luz (partículas relativistas) en las direcciones perpendiculares al disco de acreción. Los jets también producen radiación (luz) y son particularmente notorios en ondas de radio (radio-jet). También, alrededor del disco de acreción, suele formarse un anillo de materia fría (polvo y gas), con forma de "rosquilla" que, en ocasiones, oculta la región interior (y al agujero negro supermasivo mismo).

Durante mucho tiempo se supuso que los AGN eran todos diferentes, ya que presentaban distintas propiedades en su emisión de radiación. Sin embargo, se desarrolló el Modelo de Unificación que propone que todos los AGN tienen una estructura semejante, pero sus diferentes características se deben a que los estamos observando, desde la Tierra, en distintas orientaciones respecto a la línea de la visual.

La "novedad" que presenta el trabajo de investigación

Al igual que cuando miramos directamente a una fuente de luz y nos encandila, el jet de un blazar brilla muy intensamente ocultando el resto del sistema. Los blazares son los AGN cuyo radio-jet se orienta directamente en la línea de la visual, con lo cual la radiación dominante es la del jet.

El nuevo trabajo al que nos referimos, el cual ha sido aceptado para su publicación en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics, trata sobre un "blazar".

Todos los blazares, particularmente los llamados BL Lacertae (BL Lac), se caracterizan por ser muy potentes emisores en ondas de radio (radio-loud). Sin embargo, en este trabajo se descubrió la excepción: este objeto se convirtió entonces en el primer candidato a ser un blazar débil en radio (radio-weak BL Lac). Estos objetos habían sido predichos teóricamente hacia finales de los ‘90, pero nunca se los había descubierto (¡hasta ahora!). El objeto denominado WISE J141046.00+740511.2 fue encontrado por el Dr. Ezequiel Marchesini, egresado de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG - UNLP), actualmente en el Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) de Italia.


Sobre WISE J141046.00+740511.2

Los especialistas hicieron un análisis multifrecuencia de su emisión en ondas de radio, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma; y por el otro, en el modelado teórico de la distribución de energía.

Particularmente, en luz visible, se obtuvieron datos para la misma época, mediante cuatro telescopios diferentes entre los cuales destacan los pertenecientes al Observatorio Gemini y al Gran Telescopio Canarias.

Estos son los telescopios ópticos de mayor tamaño existentes en tierra, hoy en día (sus imponentes espejos primarios tienen 8 y 10 metros de diámetro, respectivamente). Tanto los resultados de las observaciones como los de los modelos teóricos permitieron confirmar que se trata de un blazar de tipo BL Lac, a pesar de ser un emisor muy débil en ondas de radio.

Sin duda alguna, este hallazgo despertará un gran interés en la comunidad científica global ya que, a partir de ahora, se abre una nueva perspectiva para definir y buscar a núcleos activos de tipo BL Lac, ya sea como emisores fuertes o emisores débiles en ondas de radio.

Datos sobre autores del artículo a publicarse

Título del artículo: Disentangling the nature of the prototype radio weak BL Lac: Contemporaneous multifrequency observations of WISE J141046.00 + 740511.2
Enlace al artículo preliminar: https://arxiv.org/abs/2211.08174
Autores: E. J. Marchesini, V. Reynaldi, F. Vieyro, J. Saponara, I. Andruchow, I. E. López, P. Benaglia, S. A. Cellone, N. Masetti, F. Massaro, H. A. Peña-Herazo, V. Chavushyan, J. A. Combi, J. A. Acosta-Pulido, B. Agís González, N. Castro-Segura.
Investigadores y docentes de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG - UNLP): Florencia Vieyro, Ileana Andruchow, Sergio Cellone (actual Director del Complejo Astronómico El Leoncito) y Jorge Combi.
Investigadores del IALP: Victoria Reynaldi.
Investigadores del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR-CONICET): Juliana Saponara y Paula Benaglia.
Investigadores en el extranjero: Ezequiel Marchesini e Iván López (egresados de la FCAG, actualmente en Italia), Nicola Masetti y Francesco Massaro (Italia), Harold Peña-Herazo (EEUU), Vahram Chavushyan (México-EEUU), José Acosta-Pulido y Beatriz Agís González (España), y Noel Castro-Segura (Reino Unido).

Fuente: Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP).  https://ialp.fcaglp.unlp.edu.ar/

Actualizado el 30/11/2022