Imagen de ALMA del disco de gas hidrógeno frío que fluye alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Los colores representan el movimiento del gas en relación con la Tierra:la parte roja se está alejando, por lo que las ondas de radio detectadas por ALMA se estiran ligeramente, o cambiado, a la parte "más roja" del espectro; el color azul representa el gas que se mueve hacia la Tierra, por lo que las ondas de radio están ligeramente arrugadas, o cambiado, a la parte "más azul" del espectro. La cruz representa la ubicación del agujero negro. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), E.M. Murchikova; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Nuevas observaciones de ALMA revelan un disco de frío nunca antes visto gas interestelar envuelto alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Este disco nebuloso brinda a los astrónomos nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de la acreción:el sifón de material hacia la superficie de un agujero negro. Los resultados se publican en la revista Naturaleza .
A través de décadas de estudio, Los astrónomos han desarrollado una imagen más clara del vecindario caótico y abarrotado que rodea al agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Nuestro centro galáctico tiene aproximadamente 26, 000 años luz de la Tierra y el agujero negro supermasivo allí, conocido como Sagitario A * (Una "estrella"), es 4 millones de veces la masa de nuestro Sol.
Ahora sabemos que esta región está llena de estrellas errantes, nubes de polvo interestelar, y una gran reserva de gases fenomenalmente calientes y comparativamente más fríos. Se espera que estos gases orbitan alrededor del agujero negro en un vasto disco de acreción que se extiende unas pocas décimas de año luz desde el horizonte de eventos del agujero negro.
Hasta ahora, sin embargo, Los astrónomos solo han podido obtener imágenes de lo tenue, parte caliente de este flujo de gas acumulado, que forma un flujo aproximadamente esférico y no mostró una rotación obvia. Se estima que su temperatura es de 10 millones de grados Celsius (18 millones de grados Fahrenheit), o alrededor de dos tercios de la temperatura que se encuentra en el núcleo de nuestro Sol. A esta temperatura, el gas brilla intensamente a la luz de rayos X, permitiendo que sea estudiado por telescopios de rayos X basados en el espacio, a una escala de aproximadamente una décima de año luz desde el agujero negro.
Impresión artística de un anillo de genialidad, gas interestelar que rodea el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Nuevas observaciones de ALMA revelan esta estructura por primera vez. Crédito:NRAO / AUI / NSF; S. Dagnello
Además de este caliente, gas incandescente, observaciones previas con telescopios de longitud de onda milimétrica han detectado una gran reserva de gas hidrógeno comparativamente más frío (alrededor de 10 mil grados Celsius, o 18, 000 grados Fahrenheit) a unos pocos años luz del agujero negro. La contribución de este gas más frío al flujo de acreción en el agujero negro se desconocía anteriormente.
Aunque nuestro agujero negro del centro galáctico es relativamente silencioso, la radiación a su alrededor es lo suficientemente fuerte como para hacer que los átomos de hidrógeno se pierdan y se recombinen continuamente con sus electrones. Esta recombinación produce una señal distintiva de longitud de onda milimétrica, que es capaz de llegar a la Tierra con muy pocas pérdidas en el camino.
Con su notable sensibilidad y su poderosa capacidad para ver los detalles finos, Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) pudo detectar esta débil señal de radio y producir la primera imagen del disco de gas más frío a solo una centésima de año luz de distancia (o aproximadamente 1000 veces la distancia del Tierra al Sol) desde el agujero negro supermasivo. Estas observaciones permitieron a los astrónomos mapear la ubicación y rastrear el movimiento de este gas. Los investigadores estiman que la cantidad de hidrógeno en este disco frío es aproximadamente una décima parte de la masa de Júpiter, o una diezmilésima parte de la masa del Sol.
Al mapear los cambios en las longitudes de onda de esta luz de radio debido al efecto Doppler (la luz de los objetos que se mueven hacia la Tierra se desplaza ligeramente a la parte "más azul" del espectro, mientras que la luz de los objetos que se alejan se desplaza ligeramente a la parte "más roja") ), los astrónomos pudieron ver claramente que el gas gira alrededor del agujero negro. This information will provide new insights into the ways that black holes devour matter and the complex interplay between a black hole and its galactic neighborhood.
"We were the first to image this elusive disk and study its rotation, " said Elena Murchikova, a member in astrophysics at the Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, and lead author on the paper. "We are also probing accretion onto the black hole. This is important because this is our closest supermassive black hole. Even so, we still have no good understanding of how its accretion works. We hope these new ALMA observations will help the black hole give up some of its secrets."
