A cientos de millones de años luz de distancia, un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de un cúmulo de galaxias llamado Ofiuco. Aunque los agujeros negros son famosos por aspirar el material circundante, a veces expulsan material en chorros. Este agujero negro es el sitio de una explosión casi inimaginablemente poderosa, creada cuando se expulsó una enorme cantidad de material.
"De alguna manera, esta explosión es similar a cómo la erupción del monte. St. Helens en 1980 arrancó la cima de la montaña ".
Simone Giantucci, autora principal.
El cúmulo de galaxias de Ofiuco está a unos 390 millones de años luz de distancia. En el centro del cúmulo hay una galaxia con un agujero negro supermasivo. Los astrónomos que usaron datos del Observatorio de Rayos X Chandra y la nave espacial XMM Newton de la ESA vieron la explosión del agujero negro. También utilizaron observaciones de radio del Murchison Widefield Array (MWA) en Australia y el Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) en India.
El equipo detrás de este trabajo publicó sus resultados en The Astrophysical Journal. Su artículo se titula "Descubrimiento de un radio fósil gigante en el cúmulo de galaxias de Ofiuco". La autora principal del artículo es Simona Giacintucci del Laboratorio de Investigación Naval en Washington, DC.
"De alguna manera, esta explosión es similar a cómo la erupción del monte. Helens en 1980 arrancó la cima de la montaña ", dijo el autor principal Giacintucci. "Una diferencia clave es que podrías colocar quince galaxias de la Vía Láctea seguidas en el cráter, esta erupción golpeó el gas caliente del cúmulo".
El agujero creado por la explosión se llama radio fósil. Está tallado en el espacio por los chorros o vigas de material sobrecalentado que explotan en el agujero negro y chocan con el material circundante. Esos chorros son el resultado de lo que los astrónomos llaman núcleos galácticos activos, o AGN, que son emitidos por agujeros negros que se están "alimentando". En este caso, el área labrada se vio por primera vez en las imágenes de Chandra del área como un borde curvo inusual. Eso se informó por primera vez en un documento de 2016.
Los autores de ese artículo se preguntaban si un agujero negro podría haber producido este borde curvo, pero descartaron esa idea, pensando que ningún agujero negro podría ser tan poderoso. En ese documento, dijeron: "Llegamos a la conclusión de que esta característica probablemente se deba a la dinámica del gas asociada con una fusión".
En este nuevo artículo, los autores llegaron a una conclusión diferente. "Por lo tanto, parece ser un fósil muy viejo de la explosión de AGN más poderosa vista en cualquier grupo de galaxias".
La cantidad de energía en la explosión es asombrosa. Lanzó cinco veces más energía que el poseedor del récord anterior y cientos de miles de veces más que los clústeres típicos.
Una cruz en la versión etiquetada muestra dónde se encuentra la galaxia central. El gas más frío y denso se encuentra a unos 6500 años luz de distancia de la galaxia central. En esta imagen, eso corresponde a un área más pequeña que la cruz utilizada para ubicar la galaxia central y la fuente de la explosión. Lo interesante es que si el gas se moviera tan lejos de la fuente, entonces el agujero negro de la fuente se vería privado de combustible para su crecimiento. Eso a su vez detendría los chorros.
Según este nuevo documento, eso es exactamente lo que sucedió. "El AGN está actualmente hambriento de acumulación de gas frío porque el pico de densidad de gas es desplazado por el chapoteo del núcleo", dicen los autores. "El chapoteo en sí mismo podría haber sido provocado por esta explosión extraordinaria si hubiera ocurrido en un núcleo de gas asimétrico. Este dinosaurio puede ser un ejemplo temprano de una nueva clase de fuentes que serán descubiertas por encuestas de baja frecuencia de cúmulos de galaxias ".
Los astrónomos usan el término "chapoteo" para describir el desplazamiento del gas. Es similar a un líquido chapoteando en un recipiente. El chapoteo generalmente se desencadena por la fusión de dos cúmulos de galaxias, pero los astrónomos piensan que en este caso, la explosión podría haberlo causado.
Si bien el documento anterior de 2016 se basó únicamente en los datos de rayos X de Chandra, el nuevo documento utilizó datos de rayos X del Newton XMM de la ESA para detectar la característica curva inusual y corroborarla. También utilizaron datos de radio de dos observatorios para examinar más a fondo la región. Esos datos confirmaron que el borde curvo es de hecho el borde de un gigantesco agujero de radio fósil. La clave para esto son las emisiones de radio fuera del hoyo, que se aceleraron a velocidades casi relativistas. Una fusión no podría hacer eso; solo una explosión masiva de material podría.
"Los datos de la radio se ajustan dentro de los rayos X como una mano en un guante", dijo el coautor Maxim Markevitch del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Este es el factor decisivo que nos dice que aquí ocurrió una erupción de tamaño sin precedentes".
La erupción está en el pasado ahora, y los astrónomos no pueden ver ninguna evidencia de actividad AGN continua desde el agujero negro. Eso coincide con los datos que muestran el agujero negro dentro de una gran burbuja de su propia creación.
"Como suele ser el caso en astrofísica, realmente necesitamos observaciones de múltiples longitudes de onda para comprender realmente los procesos físicos en el trabajo", dijo Melanie Johnston-Hollitt, coautora del Centro Internacional de Radioastronomía en Australia. "Tener la información combinada de los rayos X y radiotelescopios ha revelado esta fuente extraordinaria, pero se necesitarán más datos para responder a las muchas preguntas restantes que plantea este objeto".
Más:
- Comunicado de prensa: Explosión récord por agujero negro visto
- Revista espacial: ¿Qué son los núcleos galácticos activos?
- Documento de investigación: descubrimiento de un radio fósil gigante en el cúmulo de galaxias de Ofiuco
