La investigación inspecciona las emisiones de muy alta energía de Messier 87

Un equipo internacional de astrónomos estudió una emisión de muy alta energía (HEV) de la radiogalaxia Messier 87. Los resultados del estudio, publicados el 16 de diciembre en arXiv.org, pueden ayudarnos a comprender mejor la naturaleza de M87 y los procesos responsables de HEV emisión de esta fuente.

Radio galaxias (RDG) emiten enormes cantidades de ondas de radio desde sus núcleos centrales. Los agujeros negros en el centro de estas galaxias acumulan gas y polvo, generando chorros de alta energía visibles en longitudes de onda de radio, que aceleran partículas cargadas eléctricamente a altas velocidades.

Situada a unos 53,5 millones de años luz de distancia, Messier 87 (o M87, también conocida como Virgo A) es la galaxia central dominante en el cúmulo de Virgo. Se clasifica como una radiogalaxia gigante de Fanaro ff-Riley I, tiene un diámetro de unos 980.000 años luz y su masa dinámica se estima en unos 15.000 billones de masas solares. Una de las características más notables es su rociado prominente con estructuras complejas como nudos y emisión difusa, movimiento supraluminal aparente, destacando también la variabilidad compleja.

M87 fue la primera radiogalaxia detectada en VHE y exhibe un comportamiento complejo a energías muy altas con una rápida variabilidad durante los estados de ráfaga. Sin embargo, el mecanismo responsable de la emisión de HEV en esta galaxia. Por ello, un grupo de investigadores liderado por Fernando Urena-Mena del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica en Puebla, México, decidió explorar este tema analizando los datos disponibles de los telescopios Imaging. Air Cherenkov (IACT) y gran altitud . Observatorio del agua Cherenkov (HAWC).

“El objetivo principal de este trabajo es comparar la emisión HEV de RDG M87 observada por IACT en momentos específicos (incluida la erupción de 2005) con la emisión promedio en reposo / largo plazo proporcionada por la observación continua del observatorio HAWC de 2014 a 2019. . Usamos un modelo lepto-hadrónico, que combina SSC [Synchrotron Self Compton] y escenarios foto-hadrónicos, para explicar este espectáculo ”, escribieron los astrónomos en la revista.

Para explicar la emisión HEV de M87, el equipo equipó una distribución de energía espectral de banda ancha (SED) de esta galaxia con un modelo lepto-hadrónico. Respecto a la retransmisión de radio a GeV rayos gamma, fue modelado por ellos con un escenario SSC.

Los resultados muestran que el modelo leptohadrónico es capaz de explicar la emisión de HEV en reposo de M87 que ha sido detectada por HAWC y otras instalaciones de observación. El modelo puede explicar las llamadas erupciones huérfanas de esta galaxia, que solo se detectan en las bandas VHE. Estas llamaradas se producirían por cambios en la distribución de energía de los protones.

Los investigadores también calcularon el índice de distribución de energía de los protones con los cuatro conjuntos de datos HEV. Este parámetro se encontró en un nivel de 2.8. El resultado es consistente con un estudio realizado en 2016 donde se utilizó un modelo lepto-hadrónico similar.

Los astrónomos señalaron que se necesitará un seguimiento adicional de M87 con HAWC para explorar más a fondo el origen de su emisión HEV. Agregaron que una mejor comprensión de la muy alta emisión de energía de M87 podría ser crucial para mejorar nuestro conocimiento general de radiogalaxias y sus propiedades.

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