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Estructura de radio masiva y desconocida detectada alrededor del cuásar más brillante del universo

Impresión artística de un chorro de energía saliendo del cuásar 3C 273 Crédito de la imagen: ALMA ESO/NAOJ/NRAO

Los astrónomos han descubierto dos objetos grandes y misteriosos que salen disparados del agujero negro más brillante del universo conocido.

Descubierto en una encuesta de 1959 de cósmica onda de radiofuentes, el supermasivoagujero negro 3C 273 es un cuásar, abreviatura de "objeto cuasi-estelar", porque la luz emitida por estos gigantes es lo suficientemente brillante como para confundirse con la luz de las estrellas. Si bien los agujeros negros no emiten luz, los más grandes están rodeados de gigantescos remolinos.de gas llamados discos de acreción; a medida que el gas cae en el agujero negro a una velocidad cercana a la de la luz, fricción calienta el disco y hace que brille con radiación, generalmente detectada como ondas de radio.

Quasar 3C 273 es el primer quásar jamás identificado. También es el más brillante, brillando más de 4 billones de veces más que Tierra el sol mientras está sentado a una distancia de más de 2.400 millonesaños luz de distancia. Durante décadas, los científicos han estudiado extensamente el núcleo del agujero negro en llamas; sin embargo, debido a que el cuásar es tan brillante, estudiar la galaxia circundante que lo alberga ha sido casi imposible. Ese brillo notable, irónicamente, ha dejado a los científicos en gran parte enla oscuridad sobre cómo los cuásares impactan en sus galaxias anfitrionas.

Ahora, un nuevo estudio publicado el 28 de abril en El diario astrofísico finalmente puede cambiar eso.

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En el estudio, un equipo de investigadores calibró el radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA en Chile para separar el brillo radiante del quásar 3C 273 de la luz emitida por su galaxia anfitriona. Se quedaron solo con el radio-ondas emitidas por la galaxia del cuásar, revelando dos estructuras de radio masivas y misteriosas nunca antes vistas.

Quasar 3C 273 observado a través del telescopio espacial Hubble izquierda y el radiotelescopio ALMA derecha. El objeto de radio grande y tenue se muestra en azul-blanco, mientras que el chorro de energía brillante se muestra en naranja.Crédito de la imagen: Komugi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope

Una estructura parece ser una enorme mancha de luz de radio que envuelve toda la galaxia, luego se extiende por decenas de miles de años luz hacia el suroeste. Esta niebla de radio se superpone con la segunda estructura: un gigantesco chorro de energía, conocido comocomo un chorro astrofísico, que también se extiende por decenas de miles de años luz.

Los científicos no están exactamente seguros de cómo o por qué se forman los chorros astrofísicos. Sin embargo, sí saben que los chorros se ven comúnmente alrededor de los cuásares y otros agujeros negros supermasivos, y probablemente surgen de las interacciones entre un agujero negro y su polvoriento disco de acreción. Chorrosgeneralmente están hechos de materia ionizada cargada eléctricamente y viajan casi a la velocidad de la luz.

La radiación liberada por estos chorros puede parecer más brillante o más tenue dependiendo de la frecuencia de radio en la que se vean; sin embargo, la gran estructura de radio que rodea a la galaxia 3C 273 mostró un brillo uniforme, independientemente de su frecuencia. Según los investigadores,esto sugiere que las dos estructuras de radio son creadas por fenómenos separados y no relacionados.

Después de probar varias teorías, el equipo concluyó que la gran niebla de radio alrededor de la galaxia proviene del gas de hidrógeno que se forma en estrellas y que está siendo ionizado directamente por el propio cuásar. Esta es la primera vez que se ve gas ionizado extendiéndose por decenas de miles deaños luz alrededor de un agujero negro supermasivo, según los investigadores.

Este descubrimiento toca un antiguo misterio dentro de la astronomía: ¿Puede un cuásar ionizar tanto gas en su galaxia anfitriona que impida la formación de nuevas estrellas? Para responder a esta pregunta, los investigadores compararon la masa de gas estimada de la galaxia con otras galaxias del mismodel mismo tipo y tamaño. Descubrieron que, si bien el cuásar había ionizado una cantidad de gas verdaderamente alucinante, dejándolo inútil para construir nuevas estrellas, la formación de estrellas no estaba siendo suprimida visiblemente en la galaxia en general. Esto sugiere que las galaxias prósperas y en crecimientotodavía pueden existir con cuásares que eructan radiación en sus centros.

"Este descubrimiento proporciona una nueva vía para estudiar problemas abordados previamente mediante observaciones con luz óptica", el autor principal del estudio, Shinya Komugi, profesor asociado de la Universidad Kogakuin en Tokiodicho en un comunicado. "Al aplicar la misma técnica a otros cuásares, esperamos comprender cómo evoluciona una galaxia a través de su interacción con el núcleo central".

Publicado originalmente en Rhythm89.

Brandon ha sido escritor sénior en Rhythm89 desde 2017, y anteriormente fue escritor y editor de la revista Reader's Digest. Sus escritos han aparecido en The Washington Post, CBS.com, el sitio web de la Fundación Richard Dawkins y otros medios. Tieneuna licenciatura en escritura creativa de la Universidad de Arizona, con especialización en periodismo y artes mediáticas. Le gusta escribir sobre el espacio, la geociencia y los misterios del universo.