NGC 5548, galaxia AGN.

Corriente de gas que se mueve rápidamente eclipsa el agujero negro supermasivo.

NGC 5548

Los astrónomos han descubierto un comportamiento extraño e inesperado alrededor del agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia NGC 5548. El equipo internacional de investigadores detectó una corriente de gas en forma de grumos que fluía rápidamente hacia el exterior y bloqueaba el 90 por ciento de los rayos X emitidos por el agujero negro. Esta actividad podría proporcionar ideas sobre cómo los agujeros negros supermasivos interactuan con sus galaxias de acogida.

El descubrimiento del comportamiento inusual en NGC 5548 es el resultado de una intensa campaña de observación utilizando los principales observatorios espaciales de la ESA y la NASA, incluyendo el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA [1]. En 2013 y 2014 el equipo internacional llevó a cabo la más amplia campaña de monitoreo de una galaxia activa [2] jamás realizada.

Hay otras galaxias que muestran corrientes de gas cerca de un agujero negro, pero esta es la primera vez que una corriente como ésta se ha visto que se mueve en la línea de visión.

Hubble en órbita.

Los investigadores dicen que esta es la primera evidencia directa para el proceso de blindaje-largo predicho que es necesario para acelerar flujos de gas potentes, o vientos, a altas velocidades. "Este es un hito en la comprensión de cómo los agujeros negros supermasivos interactúan con sus galaxias de acogida", dice Jelle Kaastra del SRON Países Bajos Instituto de Investigación Espacial, que dirigió el equipo de investigación [3]. "Tuvimos mucha suerte. No suele ver este tipo de evento con objetos como este. Nos dice más sobre los poderosos vientos ionizados que permiten que los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias activas expulsen grandes cantidades de materia. En los cuásares más grandes que NGC 5548, estos vientos pueden regular el crecimiento del agujero negro y de su galaxia del anfitrión. "

Cuando el material que rodea a un agujero negro supermasivo se acreta a éste formando un disco plano conocido como un disco de acreción, el disco se calienta tanto que emite rayos X, cerca del agujero negro, y la radiación ultravioleta menos enérgica más lejos. La radiación ultravioleta puede crear vientos lo suficientemente fuertes como para soplar el gas lejos del agujero negro, que de otro modo habría caído en él. Pero, los vientos sólo entran en existencia si su punto de partida está protegido de los rayos X.

NuSTAR.

Las observaciones anteriores habían observado los efectos de los rayos X y la radiación ultravioleta en una región de gas caliente para alejarse del agujero negro, pero estas observaciones más recientes han demostrado la presencia de una nueva corriente de gas entre el disco y la nube original. La corriente de gas recién descubierta en la galaxia arquitectónica tipo Seyfert NGC 5548, una de las fuentes mejor estudiadas de este tipo en el último medio siglo, absorbe la mayor parte de la radiación de rayos X antes de que alcance la nube original, protegiéndola de X- Rayos y dejando sólo la radiación ultravioleta. La misma corriente protege el gas más cerca del disco de acreción. Esto hace que los vientos fuertes sean posibles, y parece que la protección ha estado sucediendo por lo menos durante tres años.

Directamente después de que Hubble hubiera observado NGC 5548 el 22 de junio de 2013, el equipo descubrió características inesperadas en los datos. "Hubo cambios drásticos desde la última observación con Hubble en 2011. Vimos firmas de gas mucho más frío que estaba presente antes, lo que indica que el viento se había enfriado, debido a una fuerte disminución de la radiación de rayos X ionizantes desde el núcleo, "Dijo el miembro del equipo Gerard Kriss del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Estados Unidos.

Después de combinar y analizar los datos de los seis observatorios involucrados, el equipo fue capaz de juntar las piezas del rompecabezas. El viento persistente del NGC 5548, conocido desde hace dos décadas, alcanza velocidades superiores a 3,5 millones de kilómetros por hora. Pero, un nuevo viento ha surgido que es mucho más fuerte y más rápido que el viento persistente.

XMM-Newton.

"El nuevo viento alcanza velocidades de hasta 18 millones de kilómetros por hora, pero está mucho más cerca del núcleo que el viento persistente", dice Kaastra. "El nuevo flujo de gas bloquea el 90 por ciento de los rayos X de baja energía que vienen de muy cerca del agujero negro y oscurece hasta un tercio de la región que emite la radiación ultravioleta a una distancia de unos pocos días luz desde el agujero negro ".

La absorción fuerte de los rayos X por el gas ionizado se ha visto en varias otras fuentes, y se ha atribuido por ejemplo a las nubes que pasan. "Sin embargo, en nuestro caso, gracias a los datos combinados XMM-Newton y Hubble, sabemos que es una corriente rápida de gas de salida muy cerca del núcleo", dijo el miembro del equipo Massimo Cappi, del INAF-IASF Bologna. "Puede incluso originarse en el disco de acreción", añadió el miembro del equipo Pierre-Olivier Petrucci, del CNRS, IPAG de Grenoble.

Estos resultados se publican en línea en la edición del 19 de junio de Science Express.

Notas.

[1] Los observatorios incluyen la Misión de Multi-Mirror de Rayos X de la ESA (XMM-Newton), el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, Swift de la NASA, el Nuclear Spectroscopic Telescope Array de la NASA (NuSTAR), el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el International  Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL).

[2] Una galaxia activa es una galaxia que alberga un núcleo galáctico activo (AGN). Un AGN es una región compacta en el centro de una galaxia que tiene una luminosidad mucho más alta que la normal. Se cree que el alto nivel de radiación, a veces a través de todo el espectro electromagnético, es el resultado del agujero negro supermasivo en el centro que tira de la masa del entorno.

[3] Se cree que las interacciones entre los agujeros negros y sus galaxias de acogida tienen una importancia fundamental en el desarrollo de las galaxias.

Crédito:

ESA / Hubble y la NASA. Reconocimiento: Davide de Martin.

Publicado en Hubble el 19 de junio del 2.014.