Nuevos datos sobre los jets de partículas emitidos desde las galaxias blazars

La revista Nature publica en su último número un artículo que aporta nuevos datos sobre los “chorros” de partículas emitidos desde las galaxias blazars, aquellas que tienen un agujero negro supermasivo en su centro. El trabajo revela que la mayor parte de la luz del chorro (rayos gamma, la fuente de luz más energética del universo) se crea más lejos de lo que se pensaba.

Esta simulación muestra un agujero negro que atrae la materia cercana (en amarillo) y al mismo tiempo proyecta energía hacia el universo en forma de chorro de partículas (azul y rojo), que se mantienen unidas mediante líneas de campo magnético (verde). Foto: Jonathan McKinney.

Un equipo de investigadores internacional ha demostrado por primera vez que tanto la luz óptica como los rayos gamma del chorro de partículas se crean en el mismo lugar, lo que ha permitido a los científicos determinar dónde se generan los rayos gamma. La investigación también aporta datos para comprender mejor cómo la energía escapa de un agujero negro, según se publica esta semana en la revista Nature.

El estudio está liderado por el Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (EEUU) e incluye datos de más de 20 telescopios, entre ellos el telescopio KANATA en Japón, Roque de los Muchachos y Calar Alto (CSIC- Max Planck) en España, y el telescopio espacial Fermi. La participación española corre a cargo de investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio, centro del CSIC en Barcelona.

Los blazars son galaxias que tienen en su centro un agujero negro supermasivo alrededor del que se genera un disco de acreción (disco que rodea a un objeto central masivo y lo alimenta, siendo atraído por éste y contribuyendo a su aumento de masa). Conforme la materia del disco “cae” hacia el agujero negro, alimentándolo, una parte de su energía se proyecta hacia el universo en forma de chorro de partículas. A pesar de su importancia, ya que son los mayores aceleradores de partículas del universo, estos chorros son relativamente desconocidos y se sabe muy poco sobre su estructura y sobre cómo y dónde se producen.

Ventaja de observar en varias longitudes de onda

La nueva perspectiva sobre los chorros se ha realizado gracias a las observaciones registradas simultáneamente con varias longitudes de onda en el blázar o galaxia activa 3C 279. Los resultados restringen el origen de la fuerte radiación procedente de esta galaxia e ilustran las ventajas de supervisar de forma continua tales objetos a lo largo y ancho de todo el espectro electromagnético.

Los blázares, como 3C 279, emiten radiación variable y fuerte en todas las longitudes de onda observables, cuyo origen se halla en un chorro que se mueve con una velocidad próxima a la de la luz y que apunta hacia las proximidades de la Tierra.

Hasta ahora los detalles sobre este proceso, incluyendo la localización del origen de la región de emisiones, no se conocen bien, con estimaciones para la distancia del agujero negro central de la galaxia variando entre las horas luz y los años luz.

El trabajo, coordinado por el investigador Grzegorz Madejski de la Universidad de Stanford (EE UU), aborda esta cuestión utilizando datos obtenidos por el telescopio de rayos gamma Fermi, recientemente lanzado, y los otros satélites y telescopios que abarcan todo el espectro situado entre los rayos X y las ondas de radio.

A lo largo de un programa de supervisión que duró un año, los autores “pescaron in fraganti” a la galaxia 3C 279 durante el preciso instante de la emisión de un haz de potentes rayos gamma, que coincidió con un cambio radical en el ángulo de polarización de la emisión óptica del objeto.

El hecho de que ambos sucesos tuviesen lugar con tanta proximidad parece indicar que los rayos gamma y la emisión óptica tienen origen en la misma región y los autores concluyen que dicha región se encuentra probablemente situada al menos a un año luz de distancia del agujero negro.

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Referencia bibliográfica:

Fermi-LAT Collaboration. “A change in the optical polarization associated with a c-ray flare in the blazar 3C 279”. Nature 463, 18 de febrero de 2010.

Fuente: SINC