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    Investigador propone mecanismo universal para la expulsión de materia por agujeros negros

    Disco de acreción (en violeta, fuera de escala). El proceso ocurre en núcleos de núcleo activo. Una nube de gas molecular que se acumula en la región central es expulsada por la radiación del disco de acreción del agujero negro. formando una enorme burbuja caliente en expansión, cuyo radio puede alcanzar los 300 años luz. Crédito:Daniel May

    Los agujeros negros pueden expulsar mil veces más materia de la que capturan. El mecanismo que gobierna tanto la expulsión como la captura es el disco de acreción, una gran masa de gas y polvo girando en espiral alrededor del agujero negro a velocidades extremadamente altas. El disco está caliente y emite luz, así como otras formas de radiación electromagnética. Parte de la materia en órbita se tira hacia el centro y desaparece detrás del horizonte de eventos, el umbral más allá del cual ni la materia ni la luz pueden escapar. Otro, mucho más grande, parte es empujada más hacia afuera por la presión de la radiación emitida por el propio disco.

    Se cree que cada galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su centro, pero no todas las galaxias tienen, o todavía tengo, discos de acreción. Aquellas que lo hacen se conocen como galaxias activas, debido a sus núcleos galácticos activos. El modelo tradicional postula dos fases en la materia que se acumula en la región central de una galaxia activa:una salida de gas ionizado a alta velocidad de materia expulsada por el núcleo, y moléculas más lentas que pueden fluir hacia el núcleo.

    Daniel May ha presentado un nuevo modelo que integra las dos fases en un único escenario, investigador postdoctoral en el Instituto de Astronomía de la Universidad de São Paulo, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG-USP) en Brasil. "Descubrimos que la fase molecular, que parece tener una dinámica completamente diferente de la fase ionizada, también es parte del flujo de salida. Esto significa que hay mucha más materia alejada del centro, y el núcleo galáctico activo juega un papel mucho más importante en la estructuración de la galaxia en su conjunto, May dijo a Agência FAPESP.

    Se publica en la revista un artículo sobre el estudio de May y colaboradores Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . El estudio contó con el apoyo de la FAPESP a través de una beca de doctorado y una beca posdoctoral otorgada a May. João Steiner, Catedrático de IAG-USP y coautor del artículo, supervisó el doctorado de May. e investigación postdoctoral.

    May identificó el patrón sobre la base de un estudio de dos galaxias activas:NGC 1068, que investigó en 2017, y NGC 4151, que investigó en 2020. NGC significa Nuevo Catálogo General de Nebulosas y Cúmulos de Estrellas, establecida a finales del siglo XIX.

    "Utilizando una metodología de tratamiento de imágenes muy meticulosa, identificamos el mismo patrón en dos galaxias muy diferentes. La mayoría de los astrónomos de hoy están interesados ​​en estudiar conjuntos de datos muy grandes. Nuestro enfoque fue el opuesto. Investigamos las características individuales de estos dos objetos de manera casi artesanal, "Dijo May.

    "Nuestro estudio sugiere que inicialmente una nube de gas molecular en la región central de la galaxia colapsa y activa su núcleo, formando el disco de acreción. Los fotones emitidos por el disco, que alcanza temperaturas del orden de un millón de grados, empujar la mayor parte del gas hacia afuera, mientras que una parte más pequeña del gas es absorbida por el disco y finalmente se sumerge en el agujero negro. A medida que la nube es absorbida por el disco, dos fases distintas toman forma:una se ioniza debido a la exposición al disco, y el otro es molecular y está eclipsado por su radiación. Descubrimos que la parte molecular está completamente ligada a la parte ionizada, que se conoce como el flujo de salida. Pudimos relacionar las dos fases del gas, previamente considerado desconectado, y encajar sus morfologías en un solo escenario ".

    El gas ionizado se deriva de la fragmentación de este gas molecular, May explicó. A medida que se fragmenta, es empujado más lejos en una burbuja caliente en expansión que puede tener un radio de hasta 300 años luz. En aras de la comparación, Vale la pena recordar que esto es casi 70 veces la distancia de la Tierra a Proxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar.

    "Cuando observamos las regiones centrales de estas dos galaxias, vemos esta enorme burbuja de perfil, delineado por sus paredes de moléculas, ", Dijo May." Vemos que las paredes se fragmentan y el gas ionizado es expulsado. El disco de acreción aparece como un punto extremadamente brillante. Toda la información que nos llega de ella corresponde a un píxel, por lo que no tenemos suficiente resolución para discernir sus posibles partes. El agujero negro se conoce sólo por sus efectos ".

    En el Universo antiguo había mucho más gas disponible, por lo que el efecto de un proceso como el descrito por él fue más intenso, May explicó. Lo que observó en galaxias relativamente cercanas como NGC 1068 y NGC 4151 es una forma leve del proceso que ocurrió en galaxias más distantes. cuyos núcleos activos en el pasado remoto ahora se detectan como cuásares.


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