Un equipo internacional de astrónomos ha realizado un estudio cinemático detallado de una radiogalaxia conocida como 3C 84. La investigación arroja más luz sobre las propiedades de esta fuente y su conexión con la emisión de rayos gamma. El estudio se detalla en un artículo publicado el 7 de abril en el repositorio de preimpresión de arXiv.

Las radiogalaxias emiten enormes cantidades de ondas de radio desde sus núcleos centrales. Los agujeros negros en el centro de estas galaxias acumulan gas y polvo, generar chorros de alta energía visibles en longitudes de onda de radio, que aceleran partículas cargadas eléctricamente a altas velocidades.

Los astrónomos están especialmente interesados ​​en estudiar radiogalaxias desalineadas brillantes de rayos gamma, ya que pueden brindar una oportunidad única para sondear los sitios emisores de alta energía y los procesos de aceleración de partículas. Estas fuentes se observan fuera del eje, que permite a los investigadores resolver transversalmente la estructura de escala fina del chorro e investigar su conexión
con emisión de rayos gamma.

Ubicado en el Cúmulo de Perseus con un corrimiento al rojo de 0.018, 3C 84 es la contraparte de radio de la galaxia Seyfert Tipo 1.5 NGC 1275 (otra designación Perseus A). Dado que 3C 84 es una de las radiogalaxias más brillantes, su morfología en chorro se ha estudiado extensamente en el pasado. Las observaciones muestran que la actividad de chorro más reciente de esta radiogalaxia probablemente comenzó en 2005, con un aumento general de la densidad de flujo en la fuente y la creación de una región conocida como C3, que fue expulsado de la supuesta región C1 de lanzamiento de chorro. Es más, la fuente también tiene un gran área débil de emisión cuasi-estacionaria, apodado C2, unos 40 grados de compensación de la emisión de chorro actual.

Sin embargo, aunque se han realizado muchos estudios de 3C 84 y que se detectó en rayos gamma hasta energías de TeV, los procesos físicos responsables de la emisión de alta energía de esta fuente siguen siendo poco conocidos. Entonces, un grupo de astrónomos dirigido por Jeffrey A. Hodgson de la Universidad Sejong en Seúl, Corea del Sur, realizó un análisis exhaustivo de la cinemática del jet en 3C 84 entre 2010 y 2017.

"En este papel, presentamos los resultados del método de análisis de segmentación y evaluación de imágenes basado en ondículas (WISE) para el análisis cinemático de chorro de 3C 84 utilizando datos de 7 mm VLBA [Very Long Baseline Array] desde 2010 hasta 2017, y lo he comparado con mapas LIMPIOS, "explicaron los investigadores.

El estudio muestra que la estructura de radio del 3C 84 está dominada por características de movimiento lento en los carriles este y oeste del avión. El chorro en sí parece haber acelerado a sus velocidades máximas levemente relativistas dentro del radio que es igual a 125, 000 veces el radio gravitacional del punto de lanzamiento del chorro, y permanece a una velocidad aproximadamente constante durante muchos más.

La investigación encontró una velocidad máxima en el chorro de aproximadamente el 90% de la velocidad de la luz, lo que lleva a un factor de Lorentz mínimo de aproximadamente 1,35. Los datos indican que se observan llamaradas de rayos gamma cuando las regiones de movimiento más rápido interactúan con las regiones de movimiento más lento de 3C 84.

Es más, las observaciones detectaron dos puntos calientes en C3 que se vuelven brillantes y luego se disipan hacia el oeste. El segundo punto de acceso comenzó a iluminarse a finales de 2015, y parece estar asociado con un destello de rayos gamma particularmente grande.

Considerándolo todo, los resultados permitieron a los astrónomos sacar algunas conclusiones sobre la emisión de rayos gamma de la fuente estudiada.

"Nuestro estudio indica que los rayos gamma se producen en los carriles este y oeste en el jet. Discutimos la posibilidad de que las llamaradas de rayos gamma se produzcan a través de mini-chorros inducidos por reconexión magnética y turbulencia. Además, encontramos la evidencia de que podría haber un exceso de energía magnética o gradientes en la presión y el medio ambiente, "escribieron los autores del artículo.

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