Imagen VLBA del quásar 3C 273, con su largo chorro de chorro. Crédito de la imagen: NRAO. Click para agrandar.
Cuando un par de investigadores apuntaron el radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation hacia un famoso quásar, buscaron evidencia para apoyar una teoría popular de por qué los chorros súper rápidos de partículas que fluyen de los quásares están confinados a corrientes estrechas. En cambio, tuvieron la sorpresa de que "puede enviar a los teóricos de vuelta a las mesas de dibujo", según uno de los astrónomos.
"Encontramos la evidencia que estábamos buscando, pero también encontramos una evidencia adicional que parece contradecirla", dijo Robert Zavala, astrónomo de la estación Flagstaff, Arizona, del Observatorio Naval de EE. UU. Zavala y Greg Taylor, del Observatorio Nacional de Radioastronomía y el Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas, presentaron sus hallazgos en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Minneapolis, Minnesota.
Generalmente se piensa que los cuásares son agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias, el agujero negro rodeado por un disco giratorio de material que se introduce inexorablemente en las fauces gravitacionales del agujero negro. A través de procesos que aún no se comprenden bien, los potentes chorros de partículas se impulsan hacia el exterior a velocidades cercanas a la de la luz. Un modelo teórico popular dice que las líneas de campo magnético en el disco giratorio están fuertemente unidas y confinan las partículas de rápido movimiento en "chorros" estrechos que fluyen desde los polos del disco.
En 1993, el astrofísico de la Universidad de Stanford y el Instituto Kavli, Roger Blandford, sugirió que un campo magnético tan retorcido produciría un patrón distinto en la alineación o polarización de las ondas de radio provenientes de los chorros. Zavala y Taylor usaron el VLBA, capaz de producir las imágenes más detalladas de cualquier telescopio en astronomía, para buscar evidencia del patrón predicho de Blandford en un conocido cuásar llamado 3C 273.
“Vimos exactamente lo que Blandford predijo, apoyando la idea de un campo magnético retorcido. Sin embargo, también vimos otro patrón que no se explica en ese campo ”, dijo Zavala.
En términos técnicos, el campo magnético retorcido debería causar un cambio constante, o gradiente, en la cantidad por la cual se rota la alineación (polarización) de las ondas de radio a medida que uno mira a lo ancho del chorro. Ese gradiente apareció en las observaciones de VLBA. Sin embargo, con un campo magnético retorcido, el porcentaje de las ondas que están alineadas o polarizadas de manera similar debería ser mayor en el centro del chorro y disminuir constantemente hacia los bordes. En cambio, las observaciones mostraron que el porcentaje de polarización aumentaba hacia los bordes.
Eso significa que, dicen los astrónomos, hay algo mal con el modelo de campo magnético retorcido o sus efectos se ven afectados por las interacciones entre el chorro y el medio interestelar por el que está perforando. "De cualquier manera, los teóricos tienen que ponerse a trabajar para descubrir cómo puede suceder esto", dijo Zavala.
Cuando se le notificaron los nuevos resultados, Blandford dijo: "estas observaciones son lo suficientemente buenas como para garantizar un mayor desarrollo de la teoría".
El 3C 273 es uno de los cuásares más famosos de la astronomía, y fue el primero en ser reconocido como un objeto muy distante en 1963. El astrónomo de Caltech Maarten Schmidt estaba trabajando en un breve artículo científico sobre el 3C273 en la tarde del 5 de febrero de ese año cuando De repente reconoció un patrón en el espectro de luz visible del objeto que permitía un cálculo inmediato de su distancia. Más tarde escribió que "Me sorprendió este desarrollo ...". Minutos después, dijo, se encontró con su colega Jesse Greenstein, que estaba estudiando otro cuásar, en un pasillo. En cuestión de unos minutos más, descubrieron que el segundo también estaba bastante distante. 3C 273 está a unos dos mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de Virgo, y es visible en telescopios aficionados de tamaño moderado.
El VLBA es un sistema de diez antenas de radiotelescopio, cada una con un plato de 25 metros (82 pies) de diámetro y un peso de 240 toneladas. Desde Mauna Kea en la Isla Grande de Hawai hasta St. Croix en las Islas Vírgenes de EE. UU., El VLBA abarca más de 5,000 millas, brindando a los astrónomos la visión más nítida de cualquier telescopio en la Tierra o en el espacio. Dedicado en 1993, el VLBA tiene la capacidad de ver detalles finos equivalentes a poder pararse en Nueva York y leer un periódico en Los Ángeles.
"La extremadamente aguda" visión "de radio del VLBA era absolutamente necesaria para hacer este trabajo", explicó Zavala. "Utilizamos las frecuencias de radio más altas en las que pudimos detectar el jet del 3C273 para maximizar los detalles que pudimos obtener, y este esfuerzo valió la pena con una gran ciencia", agregó.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente original: Comunicado de prensa de NRAO
