Imagen de ALMA que muestra dos discos de gas moviéndose en direcciones opuestas alrededor del agujero negro en la galaxia NGC 1068. Los colores en esta imagen representan el movimiento del gas:el azul es material que se mueve hacia nosotros, el rojo se está alejando. Los triángulos blancos se agregan para mostrar el gas acelerado que se expulsa del disco interno, formando una gruesa, oscureciendo la nube alrededor del agujero negro. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), V. Impellizzeri; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
En el centro de una galaxia llamada NGC 1068, un agujero negro supermasivo se esconde dentro de una espesa nube de polvo y gas en forma de rosquilla. Cuando los astrónomos utilizaron el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para estudiar esta nube con más detalle, Hicieron un descubrimiento inesperado que podría explicar por qué los agujeros negros supermasivos crecieron tan rápidamente en el Universo temprano.
"Gracias a la espectacular resolución de ALMA, medimos el movimiento del gas en las órbitas internas alrededor del agujero negro, "explica Violette Impellizzeri del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), trabajando en ALMA en Chile y autor principal de un artículo publicado en el Diario astrofísico . "Asombrosamente, encontramos dos discos de gas girando en direcciones opuestas ".
Los agujeros negros supermasivos ya existían cuando el Universo era joven, solo mil millones de años después del Big Bang. Pero, ¿cómo estos objetos extremos, cuyas masas son hasta miles de millones de veces la masa del Sol, tuvo tiempo de crecer en un período de tiempo relativamente corto, es una cuestión pendiente entre los astrónomos. Este nuevo descubrimiento de ALMA podría proporcionar una pista. "Las corrientes de gas que giran en sentido contrario son inestables, lo que significa que las nubes caen en el agujero negro más rápido que en un disco con una sola dirección de rotación, ", dijo Impellizzeri." Esta podría ser una forma en que un agujero negro puede crecer rápidamente ".
NGC 1068 (también conocida como Messier 77) es una galaxia espiral a aproximadamente 47 millones de años luz de la Tierra en la dirección de la constelación Cetus. En su centro hay un núcleo galáctico activo, un agujero negro supermasivo que se alimenta activamente de un delgado, disco giratorio de gas y polvo, también conocido como disco de acreción.
Observaciones anteriores de ALMA revelaron que el agujero negro no solo está tragando material, pero también arrojando gasolina a velocidades increíblemente altas, hasta 500 kilómetros por segundo (más de un millón de millas por hora). Este gas que se expulsa del disco de acreción probablemente contribuya a ocultar la región alrededor del agujero negro de los telescopios ópticos.
Un mapa de estrellas que muestra la ubicación de NGC 1068 (también conocido como Messier 77), una galaxia espiral a aproximadamente 47 millones de años luz de la Tierra en dirección a la constelación de Cetus. Crédito:IAU; Revista Sky &Telescope; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Impellizzeri y su equipo utilizaron la capacidad superior de la lente de zoom de ALMA para observar el gas molecular alrededor del agujero negro. Inesperadamente, encontraron dos discos de gas que giraban en sentido contrario. El disco interior se extiende de 2 a 4 años luz y sigue la rotación de la galaxia, mientras que el disco exterior (también conocido como toro) se extiende de 4 a 22 años luz y gira en sentido contrario.
"No esperábamos ver esto, debido a que el gas que cae en un agujero negro normalmente giraría a su alrededor en una sola dirección, "dijo Impellizzeri." Algo debe haber perturbado el flujo, porque es imposible que una parte del disco comience a girar hacia atrás por sí solo ".
La contrarrotación no es un fenómeno inusual en el espacio. "Lo vemos en las galaxias, generalmente a miles de años luz de distancia de sus centros galácticos, "explicó el coautor Jack Gallimore de la Universidad de Bucknell en Lewisburg, Pensilvania. "La contrarrotación siempre resulta de la colisión o interacción entre dos galaxias. Lo que hace que este resultado sea notable es que lo vemos en una escala mucho más pequeña, decenas de años luz en lugar de miles del agujero negro central ".
Los astrónomos piensan que el flujo inverso en NGC 1068 podría ser causado por nubes de gas que cayeron de la galaxia anfitriona. o por una pequeña galaxia que pasa en una órbita contrarrotante capturada en el disco.
En este momento, el disco exterior parece estar en una órbita estable alrededor del disco interior. "Eso cambiará cuando el disco exterior comience a caer sobre el disco interior, lo que puede suceder después de unas pocas órbitas o unos cientos de miles de años. Las corrientes giratorias de gas chocarán y se volverán inestables, y los discos probablemente colapsarán en un evento luminoso cuando el gas molecular caiga en el agujero negro. Desafortunadamente, no estaremos allí para presenciar los fuegos artificiales, "dijo Gallimore.
