Un par de gigantescas burbujas de rayos gamma centradas en el núcleo de la Vía Láctea fueron descubiertas por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi hace 10 años. Pero cómo surgieron estas llamadas "burbujas de Fermi" era un misterio.

Recientemente, sin embargo, Investigadores del Observatorio Astronómico de Shanghai (SHAO) de la Academia de Ciencias de China han presentado un nuevo modelo que, por primera vez, explica simultáneamente los orígenes de las burbujas de Fermi y la estructura de rayos X bicónica del centro galáctico, que fue descubierto en 2003.

Según este modelo, las dos estructuras son esencialmente el mismo fenómeno y fue causado por el impacto frontal impulsado por un par de chorros que emanan de Sagitario A * (Sgr A *), el agujero negro supermasivo que acecha en el centro galáctico, hace unos cinco millones de años. El estudio fue publicado en The Diario astrofísico .

Las burbujas de Fermi son dos gotas colosales llenas de gas muy caliente, rayos cósmicos y campos magnéticos. Aunque no se pueden ver a simple vista, son muy brillantes en las emisiones difusas de rayos gamma. En rayos gamma, las burbujas de Fermi tienen bordes muy afilados y los bordes coinciden bien con una estructura de rayos X llamada estructura de rayos X bicónica del centro galáctico.

Al ver los bordes muy similares de las burbujas de Fermi y la estructura de rayos X bicónica del centro galáctico, los investigadores de SHAO se dieron cuenta de que estas estructuras podrían compartir el mismo origen. Es más, la estructura bicónica de rayos X podría explicarse naturalmente por la delgada capa comprimida por choque de gas térmico caliente impulsado por un estallido de energía pasada del centro galáctico.

En modelos teóricos anteriores y simulaciones por computadora de las burbujas de Fermi, se propusieron dos importantes fuentes de energía en competencia, es decir., formación de estrellas en el centro galáctico y Sgr A *. Sin embargo, en ambos modelos, las burbujas de Fermi se explican como burbujas de eyección, mientras que el amortiguador delantero siempre se ubica mucho más lejos del borde de las burbujas de Fermi. En otras palabras, estos modelos no pudieron explicar las burbujas de Fermi y la estructura de rayos X bicónica del centro galáctico simultáneamente.

A diferencia de, el modelo teórico en este estudio, propuesto por Guo Fulai y su estudiante graduado Zhang Ruiyu de SHAO, utilizó simulaciones por computadora para demostrar por primera vez que las burbujas de Fermi y la estructura de rayos X bicónica del centro galáctico son el mismo fenómeno.

En este modelo, el borde de las burbujas de Fermi es el impacto hacia adelante impulsado por un par de chorros que emanaron de Sgr A * hace unos cinco millones de años. "Una cosa buena de este modelo es que la energía y la edad de las burbujas de Fermi pueden ser limitadas bastante bien por las observaciones de rayos X, ", dijo el autor correspondiente Guo Fulai. La edad de las burbujas inferida en este estudio también es consistente con la derivada de observaciones ultravioleta recientes de algunas nubes de alta velocidad a lo largo de muchas líneas de visión hacia la región de la burbuja.

El nuevo modelo indica que la energía total inyectada durante el evento de la burbuja de Fermi por el agujero negro supermasivo está cerca de la liberada por aproximadamente 20, 000 supernovas. La materia total consumida por Sgr A * durante este evento es de aproximadamente 100 masas solares.

"Otra cosa muy interesante que encontramos en nuestro estudio es que si las burbujas y la estructura de rayos X bicónica comparten el mismo origen, es muy poco probable que sean producidos por la formación de estrellas o los vientos de los agujeros negros, "dijo Guo. Cerca del centro galáctico, la estructura de rayos X bicónica tiene una base muy estrecha, mientras que el impacto frontal producido por la formación de estrellas o los vientos de los agujeros negros puede propagarse fácilmente a grandes distancias, conduciendo a una base mucho más ancha de lo observado.

A diferencia de, Los chorros colimados depositan la mayor parte de la energía rápidamente a grandes distancias a lo largo de la dirección del chorro, conduciendo naturalmente a una base estrecha para el frente de choque cerca del plano galáctico. El agujero negro supermasivo en nuestra propia galaxia ha estado muy inactivo en los últimos años sin ninguna evidencia de las actividades actuales de los aviones. pero "nuestro estudio sugiere fuertemente que un par de poderosos chorros emanaron de él hace unos cinco millones de años, duró aproximadamente un millón de años, y produjo las gigantescas burbujas de Fermi que todavía se ven hoy, "añadió Guo.