Composición artística de los radiotelescopios en el espacio y en tierra observando NGC 1275, la galaxia central del cúmulo de galaxias Perseus a una distancia de 230 millones de años luz. La imagen de radio obtenida muestra un chorro recién formado que tiene aproximadamente 3 años luz de largo. El agujero negro central está dentro del punto brillante en la parte superior de la imagen. Los detalles visibles en la imagen son más pequeños que la nube del cometa de Oort alrededor de nuestro sistema solar. Crédito:Pier Raffaele Platania INAF / IRA (compilación); Instituto ASC Lebedev (imagen de RadioAstron)
Un equipo internacional de investigadores ha obtenido imágenes de chorros de plasma recién formados de un enorme agujero negro con una precisión sin precedentes. Las imágenes de radio obtenidas con una combinación de telescopios en el espacio y en el suelo resolvieron la estructura del chorro de un par de cientos de radios de agujeros negros, o 12 días luz desde su punto de origen.
Los agujeros negros que pesan hasta varios miles de millones de veces la masa del sol se encuentran en los centros de todas las galaxias masivas. Algunos de estos enormes agujeros negros expulsan chorros espectaculares compuestos por flujos de plasma a una velocidad cercana a la de la luz. y que puede extenderse mucho más allá de los confines de su galaxia anfitriona. Cómo se forman estos chorros en primer lugar es un misterio de larga data. Una de las principales dificultades para estudiarlos ha sido la incapacidad de los astrónomos para obtener imágenes de la estructura de los chorros impulsados por el agujero negro lo suficientemente cerca de su punto de origen para que sea posible una comparación directa con los modelos teóricos y computacionales de formación de chorros.
Un equipo internacional de investigadores de ocho países diferentes ha realizado imágenes de resolución angular ultra alta del chorro del agujero negro en el centro de la galaxia gigante NGC 1275. también conocida como fuente de radio Perseus A, o 3C 84. Pudieron resolver la estructura del chorro 10 veces más cerca del agujero negro en NGC 1275 de lo que era posible anteriormente utilizando instrumentos terrestres. La imagen revela detalles sin precedentes de la región de formación del chorro.
"El resultado fue sorprendente. Resultó que el ancho observado del chorro era significativamente más ancho de lo que se esperaba en los modelos actualmente favorecidos donde el chorro se lanza desde la ergosfera del agujero negro, un área del espacio justo al lado de un agujero negro giratorio". donde el espacio mismo se arrastra a un movimiento circular alrededor del agujero, "explica el profesor Gabriele Giovannini del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, el autor principal del artículo publicado en Astronomía de la naturaleza esta semana.
"Esto puede implicar que al menos la parte exterior del chorro se lanza desde el disco de acreción que rodea al agujero negro. Nuestro resultado aún no falsifica los modelos actuales donde los chorros se lanzan desde la ergosfera". pero es de esperar que les brinde a los teóricos información sobre la estructura del jet cerca del lugar de lanzamiento y pistas sobre cómo desarrollar los modelos, "agrega el Dr. Tuomas Savolainen de la Universidad Aalto en Finlandia, el líder del programa que produjo las imágenes
Parte de la red global de radiotelescopios terrestres que participaron en las observaciones. Crédito:. Imagen de satélite:Blue Marble Next Generation, cortesía de NASA Visible Earth (visibleearth.nasa.gov). Crédito:Paul Boven ([email protected])
Otro resultado del estudio es que la estructura del chorro en NGC 1275 difiere significativamente del chorro en la galaxia cercana Messier 87, que es el único otro chorro cuya estructura ha sido fotografiada igualmente cerca del agujero negro. Los investigadores creen que esto se debe a la diferencia de edad de estos dos chorros. "El jet en NGC 1275 se reinició hace poco más de una década, y actualmente todavía se está formando, lo que brinda una oportunidad única de seguir el crecimiento inicial de un chorro de agujero negro. Continuar con estas observaciones será muy importante, "dice el profesor Masanori Nakamura de la Academia Sinica en Taiwán.
"Este estudio de la región más interna de NGC 1275 continúa nuestras investigaciones de Núcleos Galácticos Activos con la resolución más alta posible. Con una distancia de solo 70 Megaparsec o 230 millones de años luz de esa galaxia, podemos examinar la estructura del chorro con una precisión sin precedentes. de solo unos pocos cientos de radios de agujeros negros o 12 días luz, "concluye el profesor Anton Zensus, director del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania y jefe de su departamento de investigación VLBI, coautor del artículo.
La mejora significativa en la nitidez de las imágenes de chorro fue posible gracias al Interferómetro Tierra-Espacio RadioAstron, que consta de un radiotelescopio en órbita de 10 metros y una colección de unas dos docenas de los radiotelescopios terrestres más grandes del mundo. Cuando las señales de telescopios individuales se combinan utilizando la interferencia de ondas de radio, este conjunto de telescopios tiene la resolución angular equivalente a un radiotelescopio de 350, 000 kilómetros de diámetro, casi la distancia entre la Tierra y la Luna. Esto convierte a RadioAstron en el instrumento de mayor resolución angular en la historia de la astronomía. El proyecto RadioAstron está dirigido por el Centro Espacial Astro del Instituto Físico Lebedev de la Academia de Ciencias de Rusia y la Asociación Científica y de Producción de Lavochkin bajo un contrato con la Corporación Espacial Estatal ROSCOSMOS. en colaboración con organizaciones asociadas en Rusia y otros países.
"La misión RadioAstron está realmente feliz de que la combinación única del radiotelescopio espacial de fabricación rusa y el enorme conjunto terrestre internacional de los radiotelescopios más grandes haya permitido a los investigadores estudiar este joven chorro relativista en las inmediaciones del agujero negro supermasivo, "dice el profesor Yuri Kovalev del Instituto Lebedev en Moscú, el director del Laboratorio de Investigación Fundamental y Aplicada de Objetos Relativistas del Universo en MIPT, el científico del proyecto RadioAstron.
El papel, "Un chorro de radio amplio y colimado en 3C84 en la escala de unos cientos de radios gravitacionales, "ha sido publicado en Astronomía de la naturaleza .
