Los agujeros negros se esconden en nuestro patio trasero cósmico.

Los agujeros negros no se escapan a la mirada de NuSTAR.

NGC 1448, una galaxia con un núcleo galáctico activo, se ve en esta imagen combinando datos del Sondeo Galaxy de Carnegie-Irvine en el rango óptico y NuSTAR en el rango de rayos X. Esta galaxia contiene un ejemplo de un agujero negro supermasivo oculto por el gas y el polvo. Las emisiones de rayos X de NGC 1448, como ven NuSTAR y Chandra, sugieren por primera vez que, como IC 3639, debe haber una gruesa capa de gas y polvo ocultando el agujero negro activo en esta galaxia de nuestra línea de visión.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Carnegie-Irvine Galaxy Survey.

Los agujeros negros de los monstruos a veces se esconden detrás del gas y el polvo galáctico, escondiéndose de la mirada de la mayoría de los telescopios. Pero se delatan cuando el material con el que se alimenta emite rayos X de alta energía que la misión NuSTAR (matriz del telescopio espectroscópico nuclear) de la NASA puede detectar. Así es como NuSTAR identificó recientemente dos agujeros negros supermasivos envueltos en gas, ubicados en los centros de las galaxias cercanas.

"Estos agujeros negros están relativamente cerca de la Vía Láctea, pero hasta ahora han permanecido ocultos para nosotros", dijo Ady Annuar, un estudiante graduado de la Universidad de Durham en el Reino Unido, quien presentó los resultados en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Grapevine. , Texas "Son como monstruos que se esconden debajo de tu cama".

Ambos agujeros negros son los motores centrales de lo que los astrónomos llaman "núcleos galácticos activos", una clase de objetos extremadamente brillantes que incluye cuásares y blazares. Dependiendo de cómo se orienten estos núcleos galácticos y qué tipo de material los rodea, aparecen muy diferentes cuando se examinan con telescopios.

Los núcleos galácticos activos son tan brillantes porque las partículas en las regiones alrededor del agujero negro se calientan mucho y emiten radiación en todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio de baja energía hasta rayos X de alta energía. Sin embargo, se cree que la mayoría de los núcleos activos están rodeados por una región en forma de rosquilla de gas espeso y polvo que oscurece las regiones centrales de ciertas líneas de visión. Los dos núcleos galácticos activos que NuSTAR estudió recientemente parecen estar orientados de manera tal que los astrónomos los ven de frente. Eso significa que en lugar de ver las regiones centrales brillantes, nuestros telescopios ven principalmente los rayos X reflejados del material que oscurece en forma de rosquilla.

"Así como no podemos ver el sol en un día nublado, no podemos ver directamente cuán brillantes son realmente estos núcleos galácticos activos debido a todo el gas y el polvo que rodea el motor central", dijo Peter Boorman, un estudiante graduado. en la Universidad de Southampton en el Reino Unido.

Boorman dirigió el estudio de una galaxia activa llamada IC 3639, que está a 170 millones de años luz de distancia. Los investigadores analizaron los datos NuSTAR de este objeto y los compararon con observaciones previas del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el satélite Suzaku dirigido por Japón. Los hallazgos de NuSTAR, que es más sensible a los rayos X de mayor energía que estos observatorios, confirman la naturaleza de IC 3639 como un núcleo galáctico activo. NuSTAR también proporcionó la primera medición precisa de cuánto material está oscureciendo el motor central de IC 3639, lo que permite a los investigadores determinar qué tan luminoso es este monstruo oculto.

La galaxia IC 3639 con Núcleo Galáctico Activo Oscurecido.
IC 3639, una galaxia con un núcleo galáctico activo, se ve en esta imagen combinando datos del Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Europeo Austral. Esta galaxia contiene un ejemplo de un agujero negro supermasivo oculto por el gas y el polvo. Los investigadores analizaron los datos NuSTAR de este objeto y los compararon con observaciones previas del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y el satélite Suzaku dirigido por Japón. Los hallazgos de NuSTAR, que es más sensible a los rayos X de mayor energía que estos observatorios, confirman la naturaleza de IC 3639 como un núcleo galáctico activo que está muy oscurecido e intrínsecamente mucho más brillante que lo observado.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / ESO / STScI

Más sorprendente es la galaxia espiral en la que se centró Annuar: NGC 1448. El agujero negro en su centro solo se descubrió en 2009, a pesar de que está en el centro de una de las galaxias grandes más cercanas a nuestra Vía Láctea. Por "cerca", los astrónomos dicen que NGC 1448 está a solo 38 millones de años luz de distancia (un año luz es de aproximadamente 9,6 billones de kilómetros).

El estudio de Annuar descubrió que esta galaxia también tiene una gruesa columna de gas que oculta el agujero negro central, que podría ser parte de una región en forma de rosquilla. La emisión de rayos X de NGC 1448, según lo visto por NuSTAR y Chandra, sugiere por primera vez que, como con IC 3639, debe haber una gruesa capa de gas y polvo ocultando el agujero negro activo en esta galaxia desde nuestra línea de visión .

Los investigadores también encontraron que NGC 1448 tiene una gran población de estrellas jóvenes (solo 5 millones de años de edad), lo que sugiere que la galaxia produce nuevas estrellas al mismo tiempo que su agujero negro se alimenta de gas y polvo. Los investigadores utilizaron el Telescopio de Nueva Tecnología del Observatorio Europeo Austral para obtener imágenes de NGC 1448 en longitudes de onda ópticas, e identificaron dónde debería estar exactamente en la galaxia el agujero negro. La ubicación de un agujero negro puede ser difícil de precisar porque los centros de las galaxias están llenos de estrellas. Los grandes telescopios ópticos y de radio pueden ayudar a detectar la luz proveniente de los agujeros negros para que los astrónomos puedan encontrar su ubicación y reconstruir la historia de su crecimiento.

Observatorio de Rayos X NuSTAR

"Es emocionante usar el poder de NuSTAR para obtener información importante y única sobre estas bestias, incluso en nuestro patio cósmico donde se pueden estudiar en detalle", dijo Daniel Stern, científico del proyecto NuSTAR en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. .

NuSTAR es una misión de Explorador Pequeño dirigida por Caltech y administrada por el JPL para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. NuSTAR fue desarrollado en asociación con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corp., Dulles, Virginia. El centro de operaciones de misión de NuSTAR está en UC Berkeley, y el archivo de datos oficial está en el Centro de Investigación de Archivo de Ciencia de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo. JPL es administrado por Caltech para la NASA.

Publicado en NuSTAR el 7 de enero del 2.017.