Gigantesco. Esta es la palabra elegida por los astrofísicos americanos y europeos para describir su descubrimiento más reciente: un par de chorros de plasma que escapan de un agujero negro a lo largo de 23 millones de años luz.
En comparación, su longitud común equivale a alinear una tras otra 140 galaxias de un diámetro similar al de la Vía Láctea.
Estos son, como era de esperar, los chorros más largos observados hasta la fecha escapando de un agujero negro.
La galaxia que alberga el agujero negro supermasivo es el punto en el centro de la imagen. El punto más brillante corresponde a una galaxia en primer plano.
Foto: LOFAR/Martijn
La Vía Láctea correspondería a un pequeño punto de estas dos erupciones gigantes,
señala Martijn Oei, astrofísico asociado con Instituto de Tecnología de California (CALTECH) y autor principal del descubrimiento descrito en la revista Naturaleza (Nueva ventana) (en Inglés).
Según sus descubridores, el megaestructura
La formación de chorros llamados Porphyrion, en honor al gigante de la mitología griega, data de una época en la que el Universo tenía 6.300 millones de años, la mitad de su edad actual de 13.800 millones de años.
Este trabajo es importante, ya que nos habla de la historia del Universo, pero también de cómo se forman y evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo. Y suponen una sorpresa, porque la mayoría de las galaxias activas se observan en el Universo cercano.
dice Marine Prunier, estudiante de doctorado en astrofísica de la Universidad de Montreal, que no participó en el trabajo.
Hay galaxias extremadamente antiguas que ya tienen agujeros negros supermasivos en el inicio del Universo. Y muy grandes. ¡Es muy misterioso!
Puntos de referencia
- Un agujero negro es un objeto celeste que tiene una masa extremadamente grande en un volumen muy pequeño, como si el Sol tuviera sólo unos pocos kilómetros de diámetro o la Tierra estuviera apretada en la cabeza de un alfiler.
- Los agujeros negros son tan masivos que nada se escapa, ni la materia ni siquiera la luz. Por tanto, son prácticamente invisibles, hasta el punto de que ningún telescopio ha conseguido
ver
uno directamente antes = 2019. - Los agujeros negros estelares nacen cuando una estrella muere. Tiene una masa de 10 a 20 veces la del Sol.
- La creación de agujeros negros intermedios sigue siendo poco conocida, pero tienen masas entre 100 y 10.000 masas solares.
- También es un misterio el nacimiento de agujeros negros supermasivos, situados en el centro de las galaxias. Tienen una masa estimada en millones e incluso miles de millones de veces la del Sol.
- Los agujeros negros son conocidos por devorar materia en sus alrededores, pero también pueden propulsar poderosos chorros de materia que se extienden más allá de las galaxias en las que viven.
- Según el estado actual de los conocimientos, alrededor del 20% de los agujeros negros supermasivos emiten chorros.
- No se ha observado ninguno proveniente de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Más avistamientos
El sistema de chorros de Porphyrion fue descubierto durante un estudio del cielo realizado con el radiotelescopio europeo LOFAR (LOw Frequency ARray) que ha revelado hasta el momento más de 10.000 megaestructuras débiles.
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LOFAR es un conjunto de 50.000 antenas agrupadas en 48 estaciones, repartidas a su vez en cinco países europeos.
Foto : LOFAR
Se habían detectado cientos de grandes sistemas de chorros antes de las observaciones de PROMESASpero, en promedio, eran mucho más pequeños que los miles de sistemas descubiertos con el radiotelescopio.
Antes de este descubrimiento, el sistema de chorros más grande detectado era Alcyonea, también llamado así en honor a un gigante de la mitología griega. Este sistema descubierto en 2022 por el mismo equipo se extiende sobre el equivalente a cien galaxias del tamaño de la Vía Láctea.
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La existencia de Alcyonea fue revelada en febrero de 2022.
Foto : CALTECH
En comparación, el gran sistema de chorros Centaurus A, el más cercano a la Tierra, se extiende sobre una decena de galaxias con un diámetro equivalente a la Vía Láctea.
Estructuras misteriosas
Si bien los científicos aún no saben con certeza cómo se crean los agujeros negros supermasivos, su origen podría ser la fusión de otros tipos de agujeros negros.
El fenómeno de los chorros tampoco se comprende muy bien, pero todavía tenemos algunas pistas
comenta Marine Prunier.
Debes saber que un agujero negro acumula materia y gas que se encuentra en su entorno. Estos dos elementos acaban girando a su alrededor y creando lo que se llama un disco de acreción que se calienta y emite luz.
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Se cree que la rotación de este disco de acreción crea fuertes campos magnéticos que eventualmente crean chorros perpendiculares.
resume Marine Prunier.
Al parecer, el agujero negro que origina el dúo de chorros se encuentra en un lugar muy denso donde sólo hay unas pocas galaxias orbitando entre sí.
Pero normalmente los agujeros negros con chorros se observan en cúmulos de galaxias mucho más grandes, y donde hay varios miles de galaxias orbitando entre sí en un entorno menos denso.
Efectos en la red cósmica
Los autores de este trabajo creen que las galaxias y sus agujeros negros centrales evolucionan juntos. Y los chorros allí irradiarían enormes cantidades de energía que afectarían el crecimiento de sus galaxias anfitrionas y de otras galaxias cercanas.
Además, el descubrimiento del dúo celeste gigantesco
sugiere que los sistemas de chorros gigantes pueden haber tenido una influencia mayor de lo que se pensaba en la formación de galaxias en el Universo joven.
Lo que es particularmente interesante de este trabajo es que muestra el efecto significativo de estos chorros en la red cósmica. Por lo tanto, la actividad de un solo agujero negro podría tener efectos a escalas extremadamente grandes, afectando quizás a la evolución misma del Universo.
señala Marine Prunier.
Los autores del trabajo explican que Porphyrion existió en una época en la que los filamentos que conectan y alimentan las galaxias, conocida como red cósmica, estaban más juntos que hoy.
Esto probablemente significa que los gigantescos chorros cubrieron una mayor parte de la red cósmica que los chorros actuales observados desde el Universo local.
El doctorando explica que los chorros emitidos por los agujeros negros calientan el entorno galáctico que los rodea, lo que impide la creación de nuevas estrellas. Las galaxias que tienen agujeros negros con chorros son más antiguas y suelen formar pocas estrellas. Dicen que se están muriendo un poco
dice Marine Prunier.
Si tuviéramos un chorro como estos en el centro de nuestra Vía Láctea, una galaxia espiral que forma muchas estrellas, seguramente aceleraría su envejecimiento hacia una galaxia más elíptica.
señala el estudiante de doctorado.
Pero como nada es sencillo, un fenómeno de chorro más local podría llevar a la creación de estrellas en su extremo comprimiendo el gas y creando nubes que, al colapsar sobre sí mismas, formarían estrellas.
Una hipótesis para refinar
Además, las observaciones realizadas con el Observatorio WM Keck muestran que Porphyrion emerge de lo que se conoce como un agujero negro activo en modo radiativo, a diferencia de un agujero negro en modo chorro
.
Debes saber que cuando los agujeros negros supermasivos se activan -cuando sus fuerzas gravitacionales actúan sobre la materia circundante y la calientan- emiten energía en forma de radiación o chorros.
Los investigadores estimaron que los agujeros negros en modo radiativo eran más comunes en el Universo joven, mientras que los agujeros negros en modo chorro serían más comunes en el Universo actual.
Sin embargo, el hecho de que Porphyrion provenga de un agujero negro en modo radiativo también sorprende a los astrónomos, que no sabían que este modo podía producir chorros tan enormes y potentes.
Además, debido a que Porphyrion se encuentra en el Universo joven donde abundan los agujeros negros en modo radiativo, este descubrimiento implica que podría haber muchos más chorros colosales aún por descubrir.
Quizás solo estemos viendo la punta del iceberg
indica Martijn Ups.
Nuestro estudio realizado con PROMESAS Sólo cubría el 15% del cielo. Y dado que la mayoría de estos aviones gigantes probablemente sean difíciles de detectar, sospechamos que hay muchos más de estos gigantes en el cielo.
De todos modos, los astrofísicos todavía no entienden cómo los chorros pueden extenderse tanto más allá de sus galaxias anfitrionas sin desestabilizarse.
En trabajos futuros, los autores desean comprender mejor cómo estas megaestructuras influyen en su entorno.
Quieren intentar determinar hasta qué punto los chorros gigantes propagan el magnetismo.
El magnetismo presente en nuestro planeta permite que se desarrolle la vida, por eso queremos entender cómo apareció.
Sabemos que el magnetismo impregna la red cósmica, luego se abre camino hacia las galaxias y las estrellas y finalmente hacia los planetas, pero la pregunta es dónde comienza. ¿Estos chorros gigantes difundieron el magnetismo por todo el cosmos?
se pregunta.
La primera imagen directa de una eyección de materia de un agujero negro se obtuvo en noviembre de 2022.
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