NGC 4696, galaxia con gigantesco agujero negro.

El soplo del corazón de un agujero negro.
NGC 4696.

En el centro del cúmulo de galaxias de Centaurus, hay una galaxia elíptica grande llamada NGC 4696 y más profundo aún, hay un agujero negro supermasivo enterrado dentro del núcleo de esta galaxia.

Nuevos datos del Observatorio Chandra de rayos X de la NASA y otros telescopios han revelado detalles sobre este gigantesco agujero negro, localizado a unos 145 millones de años luz de la Tierra. Aunque el agujero negro no se detecta, los astrónomos están aprendiendo sobre el impacto que tiene en la galaxia que habita y el racimo más grande alrededor de él.

De alguna manera, este agujero negro se asemeja a un corazón latiendo que bombea la sangre hacia el interior del cuerpo a través de las arterias. Del mismo modo, un agujero negro puede inyectar material y energía en su galaxia de acogida y más allá.

Al examinar los detalles de los datos de rayos X de Chandra, los científicos han encontrado evidencia de ráfagas repetidas de partículas energéticas en chorros generados por el agujero negro supermasivo en el centro de NGC 4696. Estas ráfagas crean grandes cavidades en el gas caliente que llena el espacio entre las galaxias en el conglomerado. Las ráfagas también crean ondas de choque, similares a los auges sónicos producidos por aviones de alta velocidad, que viajan decenas de miles de años luz a través del racimo.

Esta imagen compuesta contiene datos de rayos X de Chandra (rojo) que revela el gas caliente en el grupo, y los datos de radio de Karl G. Jansky Very Large Array (azul) de NSF que muestra partículas de alta energía producidas por el agujero negro, chorros motorizados. Los datos de luz visible del Telescopio Espacial Hubble (verde) muestran galaxias en el racimo, así como galaxias y estrellas fuera del racimo.

Los astrónomos emplearon un procesamiento especial a los datos de rayos X (no se muestra en esta entrada) para destacar nueve cavidades visibles en el gas caliente. Estas cavidades están etiquetadas de A a I y la ubicación del agujero negro está marcada con una cruz. Las cavidades que se formaron más recientemente están localizadas más cercanas al agujero negro.

Los investigadores estiman que estas ráfagas de agujero negro, o "golpes", se han producido cada cinco a diez millones de años. Además de las escalas de tiempo muy diferentes, estos latidos también difieren de los latidos cardíacos humanos típicos por no ocurrir a intervalos regulares.

Un tipo diferente de procesamiento de los datos de rayos X revela una secuencia de características curvadas y aproximadamente igualmente espaciadas en el gas caliente. Éstos pueden ser causados ​​por ondas de sonido generadas por las ráfagas repetidas del agujero negro. En un cúmulo de galaxias, el gas caliente que llena el grupo permite que las ondas sonoras aunque a frecuencias demasiado bajas para que el humano oiga detectar se propaguen.

Las características del racimo de Centaurus son similares a las ondulaciones vistas en el racimo de Perseus de galaxias. El tono del sonido en Centaurus es extremadamente profundo, lo que corresponde a un sonido discordante alrededor de 56 octavas por debajo de las notas cerca de medio C. Esto corresponde a un tono ligeramente más alto (alrededor de una octava) que el sonido en Perseo. Explicaciones alternativas para estas características curvadas incluyen los efectos de turbulencia o campos magnéticos. Las ráfagas del agujero negro también parecen haber levantado gas que se ha enriquecido en elementos generados en explosiones de supernova.

Los autores del estudio del grupo de Centaurus crearon un mapa que muestra la densidad de los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio. Los colores más brillantes en el mapa muestran regiones con la mayor densidad de elementos pesados ​​y los colores más oscuros muestran regiones con una menor densidad de elementos pesados. Por lo tanto, las regiones con la mayor densidad de elementos pesados ​​se encuentran a la derecha del agujero negro. Una menor densidad de elementos pesados ​​cerca del agujero negro es consistente con la idea de que el gas enriquecido ha sido sacado del centro del racimo por la actividad de ruptura asociada con el agujero negro. La energía producida por el agujero negro también es capaz de evitar el enorme depósito de gas caliente de enfriamiento. Esto ha impedido que un gran número de estrellas se formen en el gas.

Un documento que describe estos resultados fue publicado en la edición del 21 de marzo de 2016 de los Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica y está disponible en línea. El primer autor es Jeremy Sanders del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Garching, Alemania.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.

Un rápido vistazo a NGC 4696.


Créditos:
Rayos X: NASA / CXC / MPE / J.Sanders et al .; 
Óptico: NASA / STScI; 
Radio: NSF / NRAO / VLA

Publicado en Chandra 19 de abril del 2.017.

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