Importante descubrimiento de Fermi en la galaxia Centaurus A

Si nuestros ojos estuvieran capacitados para ver las ondas de radio, la galaxia Centaurus A sería uno de los objetos más grande y brillante del cielo que pudiéramos ver. ¡Abarcaría casi 20 veces el tamaño aparente de la Luna llena!

Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, Capella Observatory

En el visible tampoco podemos  percibir dos eyecciones gigantes de gas que emite el agujero negro de su núcleo. Cada una de estas plumas mide alrededor de un millón de años luz de largo.

La sorpresa para los astrofísicos ha llegado cuando el telescopio de rayos gamma Fermi, de la NASA, que capta una radiación en paquetes de 100 mil millones de veces la energía de las ondas de radio, ha sido capaz de poner de manifiesto la existencia de estas plumas. En la imagen superior izquierda podemos ver el mapa de localización de Cen A.  Debajo, a la derecha, tenemos una fotografía de la galaxia en el visible. Y en la parte inferior izquierda, podemos ver la emisión de rayos gamma de la galaxia en morado.

Teddy Cheung, un miembro del equipo del telescopio espacial Fermi, anuncia que nunca antes habían sido vistas las plumas de Cen A en rayos gamma. Y no sólo han conseguido ver los lóbulos extendidos de radiación, sino que han descubierto que la radiacción gamma es diez veces mayor que la radiación de radio. Luego Centaurus A es más una galaxia de rayos gamma que de radio.

También conocida como NGC 5128, Cen A está situada a unos 12 millones de años luz de distancia en la constelación de Centaurus y es una de las primeras fuentes de radio galácticas identificada. "Una característica distintiva de las galaxias de radio es la presencia de gigantes lóbulos de radio que emiten en torno a las estructuras que de lo contrario se verían normales en las galaxias elípticas", dijo Jürgen Knödlseder, colaborador del Fermi. "Cen A es un ejemplo de libro."

Los astrónomos clasifican Cen A como una galaxia "activa", un término aplicado a cualquier galaxia cuya principal región exhibe fuertes emisiones en diferentes longitudes de onda. "Estas emisiones emiten una radiación comparable a la de un agujero negro con una masa de millones de veces la masa de nuestro Sol", dijo Yasushi Fukazawa, un co-autor del estudio de la Universidad de Hiroshima, en Japón. "El agujero negro de alguna manera desvía parte de la materia que cae hacia él en dos direcciones opuestas creando dos jets de corriente".

Impulsado por un agujero negro que se estima en cientos de millones de veces la masa del Sol, Cen A expulsa chorros magnetizados de partículas que se mueven cerca de la velocidad de la luz. A lo largo de decenas de millones de años, estos chorros hincharon dos burbujas gigantes llenas de campos magnéticos y de partículas energéticas, formando los lóbulos de radio que vemos ahora. Las ondas de radio surgen como espirales de electrones de alta velocidad a través de los lóbulos enredándose con los campos magnéticos.

Pero, ¿de dónde procede esta emisión de rayos gamma?

Todo el Universo está lleno de radiación de baja energía (fotones de radio desde el fondo de microondas cósmica omnipresente, así como el infrarrojo y la luz visible de las estrellas y galaxias). La presencia de esta radiación es la clave para entender los rayos gamma de Cen A.

"Cuando uno de estos fotones choca con una partícula extremadamente rápida en los lóbulos de radio, el fotón recibe un alza en su energía y se convierte en un rayo gamma", explicó el coautor Lukasz Stawarz, de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Sagamihara, Japón.

Este proceso, llamado dispersión inversa de Compton, es una manera común de crear rayos gamma cósmicos. Para Cen A, un aspecto especialmente importante es aquel donde los fotones del fondo cósmico de microondas rebotan fuera de las partículas de mayor energía en los lóbulos de radio.

En docenas de galaxias activas, este proceso se ha demostrado para producir rayos-X. Sin embargo,  Cen A marca el primer caso en el que los astrónomos tienen pruebas sólidas de que los fotones de microondas puede ser expulsado hasta energías de rayos gamma.

Fermi ha catalogado a cientos de blazares y otros tipos de galaxias activas en su primer año. Antes de terminar su misión, este número puede llegar a varios miles. Pero debido a que Cen A está tan cerca y es tan grande, puede ser la única galaxia activa que Fermi vea de esta manera. En la imagen de la derecha podemos ver una composición de la galaxia creada a partir de la combinación de fotografías tomadas en el visible, en radio y en rayos gamma. Esta apariencia nunca antes había sido vista. Con Centaurus A, Fermi ha tocado el premio gordo.

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Vía: Astrofísica y Física