Una imagen en falso color de la región central de la galaxia activa NGC 5643 como se ve con la matriz milimétrica de ALMA. El disco espiral se ve a la luz del gas molecular en rojo, y el gas caliente que sale en azul-naranja. La emisión muestra un disco circumnuclear y un toro en el núcleo. Los astrónomos han utilizado el Observatorio de rayos X Chandra para obtener imágenes de la emisión de rayos X de la región nuclear y, junto con los resultados de ALMA, confirmar que la estructura es el disco circumnuclear y el toro. Crédito:ESO / A. Alonso-Herrero et al .; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
La mayoría de las galaxias albergan agujeros negros supermasivos en sus núcleos, cada uno con millones o miles de millones de masas solares de material. Se cree que hay un toro de polvo y gas alrededor de los agujeros negros, y un disco de acreción que se calienta mucho cuando el material cae sobre él, a su vez, calentar el toro y el gas y el polvo circumnuclear. Un núcleo galáctico tan activo (AGN) irradia a través del espectro, mientras que el polvo a menudo bloquea la vista de las regiones más internas. A menudo también se expulsan potentes chorros bipolares de partículas cargadas. La radiación del toro puede verse directamente en longitudes de onda infrarrojas y, cuando se dispersa de las partículas que se mueven rápidamente, en energías de rayos X.
Los núcleos galácticos activos (AGN) se encuentran entre los fenómenos más dramáticos e interesantes de la astronomía extragaláctica. Todos los modelos estándar de AGN predicen la presencia de un toro y un disco de acreción, pero los detalles de la región han sido difíciles de estudiar directamente porque se cree que el toro es relativamente pequeño. sólo tiene un tamaño de cientos de años luz. La matriz milimétrica de ALMA, sin embargo, ha permitido recientemente la detección de estructuras AGN cercanas en emisión de línea continua y molecular. NGC5643 es una galaxia espiral frontal que alberga un AGN y chorros bipolares. El año pasado, ALMA detectó una estructura alargada en su núcleo de unos ochenta años luz de diámetro (unos 200 años luz de emisión del componente de gas molecular más frío). Los científicos habían propuesto que la estructura era el toro de AGN esperado y el material molecular relacionado responsable del oscurecimiento del AGN y la colimación de los chorros.
Los astrónomos de CfA Pepi Fabbiano, Aneta Siemiginowska, y Martin Elvis y un colega ahora han utilizado el Observatorio de rayos X Chandra para obtener imágenes de la región y su toro en rayos X. Mirando la energía de una brillante línea de rayos X de hierro, el equipo encuentra una estructura de unos 200 años luz de extensión que coincide bastante bien con la estructura molecular. Parece tener grumos, y esa característica junto con su tamaño y la densidad estimada de las observaciones de ALMA sugieren que es el disco circumnuclear. Este es el primer objeto para el que tanto Chandra como ALMA han identificado el toro crítico; de mayor importancia es el hecho de que las dos observaciones abarcan el rango de rayos X a longitudes de onda milimétricas. Normalmente, estas bandas muy diferentes muestrean respectivamente material extremadamente caliente o extremadamente frío que surge de regiones muy diferentes, pero AGN crea un vecindario muy complejo.