Las salidas de gas son características comunes de los agujeros negros supermasivos activos que residen en el centro de grandes galaxias. Millones a miles de millones de veces la masa del Sol, estos agujeros negros se alimentan de los grandes discos de gas que se arremolinan a su alrededor. Ocasionalmente, los agujeros negros comen demasiado y eructan un viento ultrarrápido, o salida. Estos vientos pueden tener una fuerte influencia en la regulación del crecimiento de la galaxia anfitriona al eliminar el gas circundante y suprimir la formación de estrellas.

Los científicos han hecho ahora la observación más detallada hasta el momento de tal flujo de salida, procedente de una galaxia activa llamada IRAS 13224-3809. La temperatura del flujo de salida cambió en escalas de tiempo de menos de una hora, que es cientos de veces más rápido que nunca. Las rápidas fluctuaciones en la temperatura del flujo de salida indicaron que el flujo de salida respondía a las emisiones de rayos X del disco de acreción. una zona densa de gas y otros materiales que rodea al agujero negro.

Las nuevas observaciones se publican en la revista Naturaleza el 2 de marzo 2017.

"Aunque ya hemos visto estos flujos de salida, esta observación fue la primera vez que pudimos ver el lanzamiento de los gases conectado con cambios en la luminosidad de los agujeros negros, "dijo Erin Kara, investigador postdoctoral en astronomía en la Universidad de Maryland y coautor del estudio.

Los científicos realizaron estas mediciones utilizando dos telescopios espaciales, El telescopio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA y el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA). Para capturar la variabilidad de estas señales, los científicos enfocaron el XMM-Newton en el agujero negro durante 17 días seguidos, y observó el agujero negro con NuSTAR durante seis días.

Para medir las temperaturas de estos vientos, Los científicos estudiaron los rayos X procedentes del borde del agujero negro. Mientras viajan hacia la Tierra, estos rayos X pasan a través de las salidas. Elementos como el hierro o el magnesio presentes en las salidas pueden absorber partes específicas del espectro de rayos X, creando "caídas" distintivas en la señal de rayos X. Al observar estas caídas, llamadas características de absorción, los astrónomos pueden aprender qué elementos existen en el viento.

El equipo notó que las características de absorción desaparecieron y reaparecieron en el lapso de unas pocas horas. Los investigadores concluyeron que los rayos X estaban calentando los vientos a millones de grados Celsius, momento en el que los vientos se volvieron incapaces de absorber más rayos X.

Las observaciones de que las salidas parecen estar relacionadas con los rayos X, y que ambos son muy variables, proporcionan posibles pistas para localizar exactamente dónde se originan los rayos X y los flujos de salida.

"Los flujos de gas radiante hacia los agujeros negros son más variables en sus centros, ", Dijo Kara." Debido a que vimos una variabilidad tan rápida en los vientos, sabemos que la emisión proviene de muy cerca del propio agujero negro, y porque observamos que el viento también estaba cambiando en escalas de tiempo rápidas, también debe provenir de muy cerca del agujero negro ".

Para estudiar más a fondo la formación de galaxias y los agujeros negros, Chris Reynolds, profesor de astronomía en la UMD y co-investigador principal del proyecto, señaló la necesidad de datos y observaciones más detallados.

"Necesitamos observar este agujero negro con mejores y más espectrómetros, para que podamos obtener más detalles sobre estos flujos de salida, "Dijo Reynolds." Por ejemplo, no sabemos si el flujo de salida está compuesto por una o varias hojas de gas. Y necesitamos observar en múltiples bandas además de los rayos X, lo que nos permitiría detectar gases moleculares, y gases más fríos, que puede ser impulsado por estos flujos de salida de alta energía. Toda esa información será crucial para comprender cómo estos flujos de salida están conectados con la formación de galaxias ".