Un científico de la Universidad de Clemson ha unido fuerzas con un equipo internacional de astrónomos para identificar las emisiones periódicas de rayos gamma de 11 galaxias activas, allanando el camino para futuros estudios de galaxias no convencionales que podrían albergar dos agujeros negros supermasivos en sus centros.

Entre los astrónomos, Hace mucho tiempo que está bien establecido que la mayoría de las galaxias albergan un agujero negro en su centro. Pero las galaxias que albergan un par de agujeros negros sigue siendo una teoría.

Los resultados de la investigación del equipo aparecieron en El diario astrofísico el 19 de junio 2020 en un artículo titulado "Búsqueda sistemática de la periodicidad de los rayos gamma en núcleos galácticos activos detectados por el Telescopio de Área Grande Fermi".

"En general, Los agujeros negros supermasivos se caracterizan por tener masas de más de un millón de masas de las de nuestro sol, "dijo Pablo Peñil, autor principal del estudio y Ph.D. estudiante de la Universidad Complutense de Madrid en España. "Algunos de estos agujeros negros supermasivos, Se ha descubierto que los conocidos como núcleos galácticos activos (AGN) aceleran las partículas hasta cerca de la velocidad de la luz en haces colimados llamados chorros. La emisión de estos chorros se detecta en todo el espectro electromagnético, pero la mayor parte de su energía se libera en forma de rayos gamma ".

Rayos gamma, que son la forma de luz más extrema, son detectados por el Telescopio de Área Grande a bordo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA. Los AGN se caracterizan por variaciones abruptas e impredecibles de brillo.

"Identificar patrones regulares en su emisión de rayos gamma es como mirar el mar tormentoso y buscar el diminuto conjunto regular de olas causadas por, decir, el paso de un pequeño bote, Peñil dijo. "Se vuelve muy desafiante muy rápidamente".

El equipo logró el primer paso difícil de identificar una gran cantidad de galaxias que emite periódicamente durante años y está tratando de abordar la pregunta de qué está produciendo ese comportamiento periódico en estos AGN. Varias de las posibles explicaciones son fascinantes.

"El siguiente paso será la preparación de campañas de observación con otros telescopios para seguir de cerca estas galaxias y, con suerte, desentrañar las razones detrás de estas convincentes observaciones, "dijo el coautor Marco Ajello, profesor asociado en el departamento de física y astronomía de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Clemson. "Tenemos algunas posibilidades en mente, desde efectos de faro producidos por los chorros hasta modulaciones en el flujo de materia hacia el agujero negro, pero una solución muy interesante sería que la periodicidad es producida por un par de agujeros negros supermasivos que giran uno alrededor del otro". . Comprender la relación de estos agujeros negros con su entorno será esencial para obtener una imagen completa de la formación de galaxias ".

Gracias a una década de observaciones de Fermi-LAT, el equipo pudo identificar la repetición de señales de rayos gamma durante ciclos de unos pocos años. De media, estas emisiones se repiten aproximadamente cada dos años.

"Nuestro estudio representa el trabajo más completo hasta la fecha sobre la búsqueda de periodicidad en rayos gamma, un estudio que será fundamental para obtener conocimientos sobre el origen de este comportamiento peculiar, "dijo el coautor Alberto Domínguez, Ph.D. de Peñil supervisor en Madrid y también ex investigador postdoctoral en el grupo de Ajello en Clemson. "Hemos utilizado nueve años de observaciones LAT continuas de todo el cielo. Entre los más de dos mil AGN analizados, sólo una docena se destaca por esta intrigante emisión cíclica ".

La ampliación de la muestra limitada de emisores periódicos constituye un importante avance para comprender los procesos físicos subyacentes en estas galaxias.

"Anteriormente, se sabía que solo dos blazares mostraban cambios periódicos en el brillo de sus rayos gamma. Gracias a nuestro estudio, podemos decir con confianza que este comportamiento está presente en otras 11 fuentes, "dijo la coautora Sara Buson, profesor de la Universidad de Würzburg en Alemania. "Además, nuestro estudio encontró otras 13 galaxias con indicios de emisión cíclica. Pero para confirmar esto con seguridad, tenemos que esperar a que Fermi-LAT recopile aún más datos ".