“OVNIs” – Los vientos espaciales súper rápidos que dan forma a la evolución de las galaxias

Vista artística de los vientos multifásicos inducidos por AGN que destacan las diferentes fases y escalas involucradas en el flujo. El viento se propaga desde el motor central (< 1 pc ; a), à travers l'ISM environnant (1 pc–1 kpc ; b), jusqu'aux limites de la galaxie hôte (> 10 kpc; contra). SUBWAYS estudiará el flujo en su fase de iniciación, cuando el gas está fuertemente ionizado y la presencia de materiales de rápido movimiento puede ser revelada por rayos X. (figura adaptada de Cicone et al. 2018, Nat. As. 2, 176 ). Crédito: Universidad de Bolonia

Se llaman ovnis, pero los extraterrestres no tienen nada que ver con ellos. Estos son los flujos de salida ultrarrápidos: vientos espaciales que emergen del entorno de los agujeros negros supermasivos y soplan a velocidades cercanas a la de la luz. Un equipo de investigación internacional ha explorado este fenómeno aún poco conocido, en busca de estas emisiones de gases, que son cruciales para comprender los mecanismos que regulan el comportamiento de los agujeros negros supermasivos en su fase activa.

El proyecto de investigación se denomina SUBWAYS (Vientos súper masivos de agujeros negros en rayos X) y los primeros resultados han sido publicados, en dos artículos, en Astronomía y Astrofísica. El primero de ellos, liderado por investigadores de la Universidad de Bolonia e INAF, se basa principalmente en datos obtenidos del telescopio espacial XMM-Newton de la ESA.

Los investigadores analizaron 22 núcleos galácticos activos (AGN), es decir, las regiones que rodean los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias y que emiten enormes cantidades de radiación en todo el espectro electromagnético cuando los agujeros negros están en fase activa. La encuesta mostró que en aproximadamente el 30% de los núcleos galácticos activos analizados hay vientos espaciales que se mueven a velocidades entre el 10% y el 30% de la velocidad de la luz.

“Estos resultados nos permiten establecer con más certeza que una proporción significativa de núcleos galácticos activos albergan vientos ultrarrápidos llamados ovnis, flujos ultrarrápidos”, explica Marcella Brusa, profesora de la Universidad de Bolonia y asociada del INAF, además de coordinadora. de todo el proyecto SUBWAYS. “Y pudimos confirmar que la intensidad de estos flujos de gas es suficiente para alterar significativamente el ecosistema de sus galaxias”.

entre un supermasivo[{” attribute=””>black hole and the galaxy that surrounds it, there is in fact a close relationship that reciprocally influences their formation and evolution. The mechanisms driving this reciprocal relationship are still poorly understood, but among the key ingredients may be the ultra-fast winds emitted by active galactic nuclei. These powerful emissions arise when part of the gas in the accretion disk is ejected outwards, thus transferring some of the matter and energy produced to interstellar space, a mechanism that has important implications for regulating the process of star formation.

In order to detect UFOs, spectra emitted in the X-ray band are analyzed, looking for absorptions produced by the presence of highly ionized materials such as iron. This phenomenon is due to the extreme temperatures – up to tens of millions of degrees – generated in the vicinity of supermassive black holes. With this in mind, SUBWAYS scientists managed to obtain 1.6 million seconds of observation time (more than eighteen days) with the ESA XMM-Newton X-ray Space Telescope. They thus explored 17 active galactic nuclei in the relatively nearby universe (between about 1.5 and 5 billion light years away), to which they added data from another 5 AGN already collected in previous observations.

“These observations have allowed us to obtain new independent evidence of the existence of highly ionized matter that is ejected from the innermost regions of active galactic nuclei at speeds close to that of light,” says Gabriele Matzeu, a researcher at the University of Bologna, INAF associate and first author of the paper presenting the results on UFOs statistics. “These outcomes have allowed us to learn more about these ultrafast winds and to better understand their role in shaping the evolution process of galaxies.”

A companion paper was also published in the journal Astronomy & Astrophysics that presents a study of lower-velocity and lower-ionization gas flows visible in the ultraviolet band thanks to the HST satellite.

References: “Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS – I. Ultra-fast outflows in quasars beyond the local Universe” by G. A. Matzeu, M. Brusa, G. Lanzuisi, M. Dadina, S. Bianchi, G. Kriss, M. Mehdipour, E. Nardini, G. Chartas, R. Middei, E. Piconcelli, V. Gianolli, A. Comastri, A. L. Longinotti, Y. Krongold, F. Ricci, P. O. Petrucci, F. Tombesi, A. Luminari, L. Zappacosta, G. Miniutti, M. Gaspari, E. Behar, M. Bischetti, S. Mathur, M. Perna, M. Giustini, P. Grandi, E. Torresi, C. Vignali, G. Bruni, M. Cappi, E. Costantini, G. Cresci, B. De Marco, A. De Rosa, R. Gilli, M. Guainazzi, J. Kaastra, S. Kraemer, F. La Franca, A. Marconi, F. Panessa, G. Ponti, D. Proga, F. Ursini, P. Baldini, F. Fiore, A. R. King, R. Maiolino, G. Matt and A. Merloni, 28 February 2023, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202245036

“Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS – II. HST UV spectroscopy of winds at intermediate redshifts” by M. Mehdipour, G. A. Kriss, M. Brusa, G. A. Matzeu, M. Gaspari, S. B. Kraemer, S. Mathur, E. Behar, S. Bianchi, M. Cappi, G. Chartas, E. Costantini, G. Cresci, M. Dadina, B. De Marco, A. De Rosa, J. P. Dunn, V. E. Gianolli, M. Giustini, J. S. Kaastra, A. R. King, Y. Krongold, F. La Franca, G. Lanzuisi, A. L. Longinotti, A. Luminari, R. Middei, G. Miniutti, E. Nardini, M. Perna, P.-O. Petrucci, E. Piconcelli, G. Ponti, F. Ricci, F. Tombesi, F. Ursini, C. Vignali and L. Zappacosta, 28 February 2023, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202245047