• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Astronomía
    Las misiones de la NASA ayudan a investigar una galaxia activa Old Faithful

    Banner:un agujero negro monstruoso extrae gas de una estrella gigante en órbita en esta ilustración. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Chris Smith (USRA / GESTAR)

    Durante un año típico, más de un millón de personas visitan el Parque Nacional de Yellowstone, donde el géiser Old Faithful lanza regularmente un chorro de agua hirviendo en el aire. Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un equivalente cósmico, una galaxia distante que entra en erupción aproximadamente cada 114 días.

    Utilizando datos de instalaciones que incluyen el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA y el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS), los científicos han estudiado 20 estallidos repetidos de un evento llamado ASASSN-14ko. Estos diversos telescopios e instrumentos son sensibles a diferentes longitudes de onda de luz. Utilizándolos de forma colaborativa, los científicos obtuvieron imágenes más detalladas de los estallidos.

    "Estas son las llamaradas de múltiples longitudes de onda recurrentes más predecibles y frecuentes que hemos visto desde el núcleo de una galaxia, y nos brindan una oportunidad única de estudiar este extragaláctico Old Faithful en detalle, "dijo Anna Payne, becario de posgrado de la NASA en la Universidad de Hawai'i en Mānoa. "Creemos que un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia crea las explosiones, ya que consume parcialmente una estrella gigante en órbita".

    Payne presentó los hallazgos el martes, 12 de enero en la 237ª reunión virtual de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Un artículo sobre la fuente y estas observaciones, dirigido por Payne, está siendo sometido a revisión científica.

    Los astrónomos clasifican las galaxias con centros inusualmente brillantes y variables como galaxias activas. Estos objetos pueden producir mucha más energía que la contribución combinada de todas sus estrellas, incluyendo niveles más altos de lo esperado de visible, ultravioleta, y luz de rayos X. Los astrofísicos creen que la emisión adicional proviene de cerca del agujero negro supermasivo central de la galaxia, donde un disco giratorio de gas y polvo se acumula y se calienta debido a las fuerzas gravitacionales y de fricción. El agujero negro consume lentamente el material, lo que crea fluctuaciones aleatorias en la luz emitida por el disco.

    Pero los astrónomos están interesados ​​en encontrar galaxias activas con destellos que ocurren a intervalos regulares, lo que podría ayudarlos a identificar y estudiar nuevos fenómenos y eventos.

    "ASASSN-14ko es actualmente nuestro mejor ejemplo de variabilidad periódica en una galaxia activa, a pesar de décadas de otras afirmaciones, debido a que el momento de sus llamaradas es muy constante durante los seis años de datos que Anna y su equipo analizaron, "dijo Jeremy Schnittman, un astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que estudia los agujeros negros pero no participó en la investigación. "Este resultado es un verdadero tour de force de la astronomía observacional de múltiples longitudes de onda".

    La imagen de la galaxia activa ESO 253-3 fue capturada por el Explorador espectroscópico de unidades múltiples del Observatorio Espacial Europeo como parte del estudio All-weather MUse Supernova Integral-field of Near Galaxies (AMUSING). ESO 253-3 muestra las erupciones más predecibles y frecuentes que los científicos han identificado hasta ahora en una galaxia activa. Crédito:Michael Tucker (Universidad de Hawai'i) y la encuesta AMUSING

    ASASSN-14ko se detectó por primera vez el 14 de noviembre de 2014, por el All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), una red global de 20 telescopios robóticos con sede en la Universidad Estatal de Ohio (OSU) en Columbus. Ocurrió en ESO 253-3, una galaxia activa a más de 570 millones de años luz de distancia en la constelación meridional de Pictor. En el momento, Los astrónomos pensaron que el estallido probablemente fue una supernova, un evento único que destruye una estrella.

    Seis años después, Payne estaba examinando datos ASAS-SN sobre galaxias activas conocidas como parte de su trabajo de tesis. Mirando la curva de luz ESO 253-3, o la gráfica de su brillo a lo largo del tiempo, Inmediatamente notó una serie de destellos espaciados uniformemente:un total de 17, todos separados por unos 114 días. Cada llamarada alcanza su brillo máximo en unos cinco días, luego se atenúa constantemente.

    Payne y sus colegas predijeron que la galaxia volvería a estallar el 17 de mayo. 2020, por lo que coordinaron observaciones conjuntas con instalaciones terrestres y espaciales, incluyendo mediciones de longitudes de onda múltiples con Swift. ASASSN-14ko entró en erupción justo a tiempo. Desde entonces, el equipo ha predicho y observado brotes posteriores el 7 de septiembre y el 20 de diciembre.

    Los investigadores también utilizaron datos de TESS para obtener una visión detallada de un brote anterior. TESS observa franjas del cielo llamadas sectores durante aproximadamente un mes a la vez. Durante los dos primeros años de la misión, las cámaras recogieron una imagen de sector completo cada 30 minutos. Estas instantáneas permitieron al equipo crear una línea de tiempo precisa de un brote que comenzó el 7 de noviembre. 2018, rastreando su aparición, sube al brillo máximo, y declive con gran detalle.

    "TESS proporcionó una imagen muy completa de ese destello en particular, pero por la forma en que la misión imagina el cielo, no puede observarlos a todos, "dijo el coautor Patrick Vallely, miembro del equipo ASAS-SN y becario de investigación graduado de la National Science Foundation en OSU. "ASAS-SN recopila menos detalles sobre arrebatos individuales, pero proporciona una línea de base más larga, que fue crucial en este caso. Las dos encuestas se complementan ".

    Usando medidas de ASAS-SN, TESS, Observatorios Swift y otros, incluyendo NuSTAR de la NASA y XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, Payne y su equipo propusieron tres posibles explicaciones para las bengalas repetidas.

    One scenario involved interactions between the disks of two orbiting supermassive black holes at the galaxy's center. Recent measurements, also under scientific review, suggest the galaxy does indeed host two such objects, but they don't orbit closely enough to account for the frequency of the flares.

    Watch as a monster black hole partially consumes an orbiting giant star. En esta ilustración, the gas pulled from the star collides with the black hole's debris disk and causes a flare. Astronomers have named this repeating event ASASSN-14ko. The flares are the most predictable and frequent yet seen from an active galaxy.Watch on YouTube:https://youtu.be/4esMWZZAaA8Download in HD:https://svs.gsfc.nasa.gov/13798 Credit:NASA's Goddard Space Flight Center

    The second scenario the team considered was a star passing on an inclined orbit through a black hole's disk. En ese caso, scientists would expect to see asymmetrically shaped flares caused when the star disturbs the disk twice, on either side of the black hole. But the flares from this galaxy all have the same shape.

    The third scenario, and the one the team thinks most likely, is a partial tidal disruption event.

    A tidal disruption event occurs when an unlucky star strays too close to a black hole. Gravitational forces create intense tides that break the star apart into a stream of gas. The trailing part of the stream escapes the system, while the leading part swings back around the black hole. Astronomers see bright flares from these events when the shed gas strikes the black hole's accretion disk.

    En este caso, the astronomers suggest that one of the galaxy's supermassive black holes, one with about 78 million times the Sun's mass, partially disrupts an orbiting giant star. The star's orbit isn't circular, and each time it passes closest to the black hole, it bulges outward, shedding mass but not completely breaking apart. Every encounter strips away an amount of gas equal to about three times the mass of Jupiter.

    Astronomers don't know how long the flares will persist. The star can't lose mass forever, and while scientists can estimate the amount of mass it loses during each orbit, they don't know how much it had before the disruptions began.

    Payne and her team plan to continue observing the event's predicted outbursts, including upcoming dates in April and August 2021. They'll also be able to examine another measurement from TESS, which captured the Dec. 20 flare with its updated 10-minute snapshot rate.

    "TESS was primarily designed to find worlds beyond our solar system, " said Padi Boyd, the TESS project scientist at Goddard. "But the mission is also teaching us more about stars in our own galaxy, including how they pulse and eclipse each other. In distant galaxies, we've seen stars end their lives in supernova explosions. TESS has even previously observed a complete tidal disruption event. We're always looking forward to the next exciting and surprising discoveries the mission will make."


    © Ciencia https://es.scienceaq.com