Un agujero negro supermasivo quema el centro de un panqueque de polvo cósmico

Los agujeros negros supermasivos en el centro de muchas galaxias pueden parecer más panqueques que donas, humeantes panqueques mientras los agujeros negros en sus centros queman sus bordes internos.

Así describe Romain Petrov, astrónomo de la Universidad de la Costa Azul, los descubrimientos de sus colegas de un nuevo artículo publicado el miércoles dentro Naturaleza. Es un descubrimiento que confirma y amplía una teoría sostenida desde hace mucho tiempo sobre los núcleos galácticos activos, los centros extremadamente brillantes de ciertas galaxias que son impulsados ​​por agujeros negros supermasivos y podrían tener implicaciones sobre cómo entendemos nuestra propia existencia.

“La coevolución entre el agujero negro y la galaxia anfitriona, ¿qué fue primero, el agujero negro o la galaxia?, tiene un fuerte impacto en la evolución de la galaxia, incluida la formación de ‘estrellas en esta galaxia'”, dijo el Dr. Petrov dijo: “Un eslabón en la cadena de eventos que conducen a la existencia de personas que pueden discutir estos temas”.

El Dr. Petrov y sus colegas utilizaron el experimento espectroscópico de infrarrojo medio Multi-AperTure (MATISSE) y el Very Large Telescope de Chile para realizar nuevas observaciones de la galaxia Messier 77, una galaxia espiral barrada a unos 47 millones de años luz de la Tierra.

Messier 77 es una de las galaxias más fáciles de observar con un núcleo galáctico activo y ha servido de base para lo que se conoce como el Modelo Unificado de Núcleos Galácticos Activos, que argumenta que las diferencias en el comportamiento observado entre diferentes núcleos dependen de nuestro punto de vista. . observándolos y cómo el agujero negro central está oculto por un toroide de polvo y gas. Este toro se forma a medida que la materia se enrolla hacia adentro para alimentar el agujero negro central, el material gira alrededor, comprimiendo y liberando la enorme cantidad de energía que hace que los núcleos galácticos activos sean “activos”.

Messier 77 es el núcleo galáctico activo canónico, su toro oculta el agujero negro central de la vista directa, dijo el Dr. Petrov, “lo que lo convierte en la piedra angular del modelo unificado de núcleos galácticos activos que explica una gran clase de fenómenos entonces misteriosos con un único mecanismo. .”

Pero en 2019, un equipo que usa el Instrumento GRAVEDAD a través del Very Large Telescope resultados publicados lo que, según el Dr. Petrov, cuestiona la geometría aceptada de Messier 77 y, por lo tanto, el modelo unificado.

GRAVITY, al igual que MATISSE, es un instrumento infrarrojo, y el equipo de GRAVITY concluyó que podían ver el borde interior caliente de la “rosquilla”, el toroide que debería ocultar el agujero negro en el centro de Messier 77.

“Si ve el borde interior de la rosquilla, no puede ocultar la estructura central que está en el medio de esta ‘rosquilla'”, dijo el Dr. Petrov. “En segundo lugar, el Modelo Unificado no describe correctamente el objetivo que se utilizó para proponer el Modelo Unificado”.

Pero GRAVITY es un instrumento de infrarrojo cercano, sensible a la luz infrarroja de banda K con longitudes de onda entre 2 y 2,4 micrones. MATISSE ve en las bandas L, M y N, señaló el Dr. Petrov, longitudes de onda entre 3 y 14 micrones, que son más sensibles al tipo de diferencias de temperatura que las preguntas en las observaciones de Messier 77. Nuevas observaciones realizadas por el Dr. Petrov y sus colegas refutan las predicciones de la colaboración GRAVITY por lo que debería verse con MATISSE, dijo, y así preservar el modelo unificado de núcleos galácticos activos.

“Él nuevamente favorece el modelo unificado, con una actualización: el toroide de polvo de hecho oculta la estructura central en [Messier 77], pero se parece más a un panqueque con un agujero en el medio”, dijo el Dr. Petrov. “Y vemos chorros de material sobre este ‘panqueque’: la fuente termal central quema los bordes del agujero en el panqueque y vemos el humo”, humo que en realidad es polvo expulsado desde el borde interior del toro por la intensa radiación del agujero negro.

El modelo unificado recientemente fortalecido ahora se puede aplicar al estudio de otros núcleos galácticos activos, dijo el Dr. Petrov, y ayudará a los astrónomos en su intento de comprender cómo evolucionan juntos los agujeros negros y las galaxias, y que esto puede informarnos sobre la formación estelar. , la formación de los planetas y el desarrollo de la vida misma.

Mientras tanto, el Dr. Petrov tiene otras preguntas específicas sobre Messier 77, como ¿qué es exactamente el polvo en el centro de este núcleo galáctico activo?

“¿Cuál es exactamente el proceso del viento polvoriento, el ‘humo’ sobre el orificio central del panqueque?” dijo. “Esto se puede lograr a partir de una resolución espectral más alta con MATISSE, imágenes en bandas espectrales mucho más estrechas, y estamos trabajando para mejorar MATISSE para permitir esto. Actualmente estoy en el Observatorio Paranal [in Chile] precisamente por eso. »