Concepción artística del núcleo de Cygnus A, incluidos los polvorientos alrededores en forma de rosquilla, llamado toro, y jets que se lanzan desde su centro. Los campos magnéticos se ilustran atrapando el polvo en el toro. Estos campos magnéticos podrían estar ayudando a alimentar el agujero negro oculto en el núcleo de la galaxia al confinar el polvo en el toro y mantenerlo lo suficientemente cerca como para que el agujero negro hambriento lo engulle. Crédito:NASA / SOFIA / Lynette Cook
Los chorros colimados proporcionan a los astrónomos algunas de las pruebas más poderosas de que un agujero negro supermasivo acecha en el corazón de la mayoría de las galaxias. Algunos de estos agujeros negros parecen estar activos, devorando material de su entorno y lanzando chorros a velocidades ultra altas, mientras que otros están quietos, incluso dormido. ¿Por qué algunos agujeros negros se dan un festín y otros se mueren de hambre? Observaciones recientes del Observatorio estratosférico de astronomía infrarroja, o SOFIA, están arrojando luz sobre esta cuestión.
Los datos de SOFIA indican que los campos magnéticos están atrapando y confinando el polvo cerca del centro de la galaxia activa. Cygnus A, y alimentando material al agujero negro supermasivo en su centro.
El modelo unificado, que intenta explicar las diferentes propiedades de las galaxias activas, afirma que el núcleo está rodeado por una nube de polvo en forma de rosquilla, llamado toro. Nunca ha estado claro cómo se crea y se sostiene esta estructura obscura, pero estos nuevos resultados de SOFIA indican que los campos magnéticos pueden ser responsables de mantener el polvo lo suficientemente cerca como para ser devorado por el hambriento agujero negro. De hecho, una de las diferencias fundamentales entre las galaxias activas como Cygnus A y sus primas menos activas, como nuestra propia Vía Láctea, puede ser la presencia o ausencia de un fuerte campo magnético alrededor del agujero negro.
Aunque los campos magnéticos celestes son muy difíciles de observar, Los astrónomos han utilizado luz polarizada (luz óptica de dispersión y luz de radio de electrones en aceleración) para estudiar los campos magnéticos en las galaxias. Pero las longitudes de onda ópticas son demasiado cortas y las longitudes de onda de radio son demasiado largas para observar el toro directamente. Las longitudes de onda infrarrojas observadas por SOFIA son las correctas, permitiendo a los científicos, por primera vez, para apuntar y aislar el toro polvoriento.
Dos imágenes de Cygnus A superpuestas para mostrar los chorros de la galaxia brillando con radiación de radio (mostrados en rojo). Galaxias en reposo, como nuestra propia Vía Láctea, no tengo jets como este, que puede estar relacionado con campos magnéticos. La imagen amarilla muestra estrellas de fondo y el centro de la galaxia envuelto en polvo cuando se observa con luz visible. El área observada por SOFIA está dentro del pequeño punto rojo en el centro. Crédito:Imagen óptica:NASA / STSiC Imagen de radio:NSF / NRAO / AUI / VLA
El nuevo instrumento de SOFIA, la cámara de banda ancha aerotransportada de alta resolución-plus (HAWC +), es especialmente sensible a la emisión infrarroja de los granos de polvo alineados. Esta ha demostrado ser una técnica poderosa para estudiar campos magnéticos y probar una predicción fundamental del modelo unificado:el papel del toro polvoriento en los fenómenos de galaxias activas.
"Siempre es emocionante descubrir algo completamente nuevo, "señaló Enrique López-Rodríguez, científico del Centro de Ciencias SOFIA, y el autor principal del informe de este nuevo descubrimiento. "Estas observaciones de HAWC + son únicas. Nos muestran cómo la polarización infrarroja puede contribuir al estudio de las galaxias".
Observaciones recientes del corazón de Cygnus A realizadas con HAWC + muestran radiación infrarroja dominada por una estructura polvorienta bien alineada. Combinando estos resultados con datos de archivo del Observatorio Espacial Herschel, el Telescopio Espacial Hubble y el Gran Telescopio Canarias, el equipo de investigación descubrió que esta poderosa galaxia activa, con sus icónicos jets a gran escala, es capaz de confinar el toro oscurecedor que alimenta el agujero negro supermasivo utilizando un fuerte campo magnético.
Los resultados de este estudio se publicaron en la edición del 10 de julio de The Cartas de revistas astrofísicas .
Cygnus A se encuentra en la ubicación perfecta para aprender sobre el papel que juegan los campos magnéticos en el confinamiento del toro polvoriento y la canalización del material hacia el agujero negro supermasivo porque es la galaxia activa más cercana y poderosa. Se necesitan más observaciones de diferentes tipos de galaxias para obtener una imagen completa de cómo los campos magnéticos afectan la evolución del entorno que rodea a los agujeros negros supermasivos. Si, por ejemplo, HAWC + revela emisión infrarroja altamente polarizada de los centros de galaxias activas pero no de galaxias inactivas, apoyaría la idea de que los campos magnéticos regulan la alimentación de los agujeros negros y refuerzan la confianza de los astrónomos en el modelo unificado de galaxias activas.
