Los astrónomos descubrieron que, en lugar de fluir suavemente, los chorros están llenos de densas nubes de gas que parecen chocar y fusionarse a medida que son lanzados hacia afuera a casi la velocidad de la luz. Las colisiones están provocando que los puntos calientes aumenten temporalmente su brillo a medida que las ondas de choque se mueven a través de ellos, y luego retroceden a medida que las ondas de choque se disipan.
"Sabemos desde hace algún tiempo que los chorros no son suaves y uniformes, pero estas nuevas observaciones finalmente nos permiten ver lo que realmente sucede dentro de estos chorros", dijo Nathan Smith de la Universidad de California, Berkeley, autor principal del estudio. un artículo aceptado para publicación en The Astrophysical Journal.
El descubrimiento sugiere que el parpadeo de los puntos calientes puede ofrecer una nueva forma de analizar estos chorros, llamados chorros relativistas, que son comunes en el universo y se cree que contienen algunas de las partículas más energéticas conocidas.
Los chorros son uno de los fenómenos más poderosos del universo. Consisten en haces estrechos de partículas, en su mayoría electrones y protones, que son expulsados de agujeros negros y estrellas de neutrones a velocidades cercanas a la de la luz. Aún no está claro cómo los chorros pueden acelerar partículas de manera tan eficiente.
Las observaciones se centraron en la región central de la radiogalaxia M87, situada a unos 54 millones de años luz de distancia, en la constelación de Virgo. En su corazón hay un agujero negro supermasivo con una masa aproximadamente 3 mil millones de veces la de nuestro Sol.
El equipo de Smith utilizó el instrumento STIS (espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble) para obtener imágenes de larga exposición del chorro interior durante muchos meses. Luego crearon películas combinando una serie de 22 imágenes de corta exposición tomadas durante 20 minutos. Las películas revelan que los nudos de emisión más brillantes cambian constantemente, mientras que algunos permanecen fijos.
"Por primera vez podemos observar directamente material colisionando dentro de un avión", dijo Smith. "Antes, lo mejor que podíamos hacer era estudiar las consecuencias de estos eventos. Ahora podemos ver las interacciones en tiempo real".
Una posibilidad que plantean los resultados es que los nudos en el chorro puedan ser parte de un efecto de "enfoque" natural. A medida que los chorros salen del agujero negro, arrastran gas ambiental de su entorno, lo que los ralentiza. El material más lento crea una especie de "collar de enfoque" alrededor del chorro que hace que se pellizque, permitiendo que los nudos choquen y se fusionen más fácilmente.
Las observaciones muestran que los grupos de material parecen "navegar" a lo largo de ondas de choque que descienden por el chorro a más del 99,5 por ciento de la velocidad de la luz. Los astrónomos han estimado que el tamaño de los cúmulos es aproximadamente 1.000 veces el tamaño de nuestro sistema solar.
"Estos grupos podrían ser análogos a los atascos que experimentamos en las autopistas, donde los autos reducen la velocidad y se amontonan detrás de un cuello de botella", dijo Smith. "En lugar de los coches, estos cúmulos de material son frenados por la colisión con el gas ambiental".
Los científicos descubrieron que el brillo de algunos puntos calientes se mantuvo constante durante las observaciones. Creen que estas manchas pueden ser causadas por ondas de choque estacionarias, similares a la onda de choque de proa frente a un barco que se mueve a través del agua, en lugar de las ondas de choque en movimiento creadas por los grupos.
Las películas también revelan que la velocidad a la que se mueven los cúmulos disminuye a medida que viajan por el chorro. Esta es la primera vez que los astrónomos han podido observar directamente esta desaceleración dentro de un jet.
Las observaciones permitirán a los científicos refinar los modelos de la física de los chorros y desarrollar una mejor comprensión de cómo las galaxias pueden convertir la energía gravitacional de los agujeros negros en la enorme energía transportada por los chorros.
