La galaxia Seyfert 1, TXS 2116-077, (visto a la derecha) choca con otra galaxia en forma de espiral de masa similar, creando un jet relativista en el centro del TXS. Ambas galaxias tienen núcleos galácticos activos (AGN). Crédito:Vaidehi Paliya
Un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Clemson, en colaboración con colegas internacionales, ha informado de la primera detección definitiva de un chorro relativista que emerge de dos galaxias en colisión; en esencia, la primera prueba fotográfica de que la fusión de galaxias puede producir chorros de partículas cargadas que viajan casi a la velocidad de la luz.
Es más, Los científicos habían descubierto previamente que estos chorros se podían encontrar en galaxias de forma elíptica, que se puede formar en la fusión de dos galaxias espirales. Ahora, tienen una imagen que muestra la formación de un chorro de dos más jóvenes, galaxias en forma de espiral.
"Por primera vez, hemos encontrado dos galaxias en forma de espiral o disco en el camino de una colisión que ha producido una naciente, baby jet que acaba de comenzar su vida en el centro de una de las galaxias, "dijo Vaidehi Paliya, ex investigador postdoctoral de Clemson y autor principal de los hallazgos reportados en el Diario astrofísico el 7 de abril 2020.
El artículo se titula "TXS 2116-077:Un chorro relativista emisor de rayos gamma alojado en una fusión de galaxias". Además de Paliya, que ahora está en el Sincrotrón Deutsches Elektronen (DESY) en Alemania, los otros autores de Clemson incluyen al profesor asociado Marco Ajello, profesor Dieter Hartmann, y el profesor adjunto Stefano Marchesi del departamento de física y astronomía.
El hecho de que el avión sea tan joven permitió a los investigadores ver claramente a su anfitrión.
Según Ajello, otros ya han captado imágenes de colisiones galácticas muchas veces. Pero él y sus colegas son los primeros en capturar dos galaxias fusionándose donde hay un chorro completamente formado apuntando hacia nosotros, aunque, uno muy joven, y, por lo tanto, aún no es lo suficientemente brillante como para cegarnos.
"Típicamente, un chorro emite una luz que es tan poderosa que no podemos ver la galaxia detrás de él, "Dijo Marchesi." Es como tratar de mirar un objeto y alguien apunta con una linterna brillante a tus ojos. Todo lo que puedes ver es la linterna. Este jet es menos potente para que podamos ver la galaxia donde nació ".
Los chorros son los fenómenos astrofísicos más poderosos del universo. Pueden emitir más energía al universo en un segundo de la que nuestro sol producirá en toda su vida. Esa energía está en forma de radiación, como ondas de radio intensas, Rayos X, y rayos gamma.
(De derecha a izquierda) Los profesores de astrofísica de la Universidad de Clemson Dieter Hartmann y Marco Ajello y el ex investigador postdoctoral Vaidehi Paliya formaron parte del equipo internacional que informó sobre la primera detección definitiva de un chorro relativista que emerge de dos galaxias en colisión. Sin foto:el profesor adjunto de astrofísica de Clemson, Stefano Marchesi. Crédito:Clemson College of Science / Pete Martin
"Los chorros son los mejores aceleradores del universo, mucho mejores que los super colisionadores que tenemos en la Tierra, "dijo Hartmann, refiriéndose a los aceleradores utilizados en estudios de física de altas energías.
Se pensaba que los jets nacían de mayores, galaxias de forma elíptica con un núcleo galáctico activo (AGN), que es un agujero negro supermasivo que reside en su centro. Como punto de referencia, Los científicos creen que todas las galaxias tienen agujeros negros supermasivos ubicados en el centro, pero no todos son AGN. Por ejemplo, El enorme agujero negro de nuestra Vía Láctea está inactivo.
Los científicos teorizan que los AGN se agrandan atrayendo gravitacionalmente gas y polvo a través de un proceso llamado acreción. Pero no toda esta materia se acumula en el agujero negro. Algunas de las partículas se aceleran y son arrojadas hacia afuera en haces estrechos en forma de chorros.
"Es difícil desalojar el gas de la galaxia y hacer que llegue a su centro, "Ajello explicó." Necesitas algo para sacudir un poco la galaxia para que el gas llegue allí. La fusión o colisión de galaxias es la forma más fácil de mover el gas, y si se mueve suficiente gas, entonces el agujero negro supermasivo se volverá extremadamente brillante y potencialmente podría desarrollar un chorro ".
Ajello cree que la imagen del equipo capturó las dos galaxias, una galaxia Seyfert 1 conocida como TXS 2116-077 y otra galaxia de masa similar, ya que chocaban por segunda vez debido a la cantidad de gas que se ve en la imagen.
"Finalmente, todo el gas será expulsado al espacio, y sin gas, una galaxia ya no puede formar estrellas, "Ajello dijo." Sin gas, el agujero negro se apagará y la galaxia permanecerá inactiva ".
Miles de millones de años a partir de ahora nuestra propia Vía Láctea se fusionará con la cercana galaxia de Andrómeda.
"Los científicos han llevado a cabo simulaciones numéricas detalladas y han predicho que este evento puede conducir en última instancia a la formación de una galaxia elíptica gigante, "dijo Paliya." Dependiendo de las condiciones físicas, puede albergar un jet relativista, pero eso es en un futuro lejano ".
El equipo capturó la imagen utilizando uno de los telescopios terrestres más grandes del mundo. el telescopio óptico infrarrojo Subaru de 8,2 metros ubicado en la cima de una montaña en Hawai. Realizaron observaciones posteriores con el Gran Telescopio Canarias y el Telescopio William Herschel en la isla de La Palma frente a las costas de España. así como con el telescopio espacial Chandra X-Ray Observatory de la NASA.
