Messier 106, la galaxia de los fuegos artificiales.

Imagen compuesta de Messier 106.

NGC 4258 es una galaxia espiral bien conocida por los astrónomos por tener dos denominados brazos anómalos que brillan en rayos X, luz óptica y radio. En lugar de estar alineados con el plano de la galaxia, se intersectan con él. Esta imagen compuesta de NGC 4258 muestra la galaxia en rayos X de Chandra (azul), ondas de radio de VLA (púrpura), datos ópticos de Hubble (amarillo y azul) e infrarrojos con Spitzer (rojo). Los investigadores están utilizando todos estos telescopios para comprender mejor cómo el agujero negro supermasivo está afectando a la galaxia y sus brazos anómalos.

Una galaxia a unos 23 millones de años luz de distancia es el sitio de impresionantes fuegos artificiales en curso. En lugar de papel, polvo y fuego, este espectáculo de luz galáctica implica un agujero negro gigante, ondas de choque y vastas reservas de gas.

Esta exhibición galáctica de fuegos artificiales se lleva a cabo en NGC 4258 (también conocida como M106), una galaxia espiral como la Vía Láctea. Esta galaxia es famosa, sin embargo, por algo que nuestra galaxia no tiene: dos brazos espirales adicionales que brillan con rayos X, luz óptica y radio. Estas características, o brazos anómalos, no están alineados con el plano de la galaxia, sino que se intersectan con él.

Los brazos anómalos se ven en esta nueva imagen compuesta de NGC 4258, donde los rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA son azules, los datos de radio del Karl Jansky Very Large Array de la NSF son púrpuras, los datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA son amarillos y azules, y los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA son rojos.

Un nuevo estudio de estos brazos anómalos hechos con Spitzer muestra que las ondas de choque, similares a los auges sónicos de los aviones supersónicos, están calentando grandes cantidades de gas, equivalente a unos 10 millones de soles. ¿Qué está generando estas ondas de choque? Los datos de radio muestran que el agujero negro supermasivo en el centro de NGC 4258 está produciendo chorros potentes de partículas de alta energía. Los investigadores creen que estos chorros golpean el disco de la galaxia y generan ondas de choque. Estas ondas de choque, a su vez, calientan algunos de los gases, compuestos principalmente de moléculas de hidrógeno, a miles de grados. Como se muestra en nuestra imagen compuesta adicional, parte de la evidencia de este proceso de calentamiento proviene de la similitud en la ubicación entre el hidrógeno y la emisión de rayos X, ambos se cree que están causados ​​por descargas y los chorros de radio.

La imagen de rayos X de Chandra revela enormes burbujas de gas caliente por encima y por debajo del plano de la galaxia. Estas burbujas indican que gran parte del gas que estaba originalmente en el disco de la galaxia se ha calentado a millones de grados y ha sido expulsado a las regiones externas por los chorros del agujero negro.

La expulsión de gas del disco por los chorros tiene implicaciones importantes para el destino de esta galaxia. Los investigadores estiman que todo el gas restante será expulsado dentro de los próximos 300 millones de años & mdsh; muy pronto en escalas de tiempo cósmicas, a menos que de alguna manera se reponga. Debido a que la mayor parte del gas en el disco ya ha sido expulsado, hay menos gas disponible para que se formen nuevas estrellas. De hecho, los investigadores utilizaron los datos de Spitzer para estimar que las estrellas se están formando en las regiones centrales de NGC 4258, a una velocidad que es aproximadamente diez veces menor que en la Galaxia de la Vía Láctea.

El Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea se usó para confirmar la estimación de los datos de Spitzer de la baja tasa de formación de estrellas en las regiones centrales de NGC 4258. Herschel también se usó para hacer una estimación independiente de cuánto gas queda en el centro de la galaxia . Después de permitir el gran aumento en la emisión infrarroja causada por los choques, los investigadores encontraron que la masa de gas es diez veces más pequeña de lo que se había estimado previamente.

Debido a que NGC 4258 está relativamente cerca de la Tierra, los astrónomos pueden estudiar cómo este agujero negro está afectando a su galaxia con gran detalle. El agujero negro supermasivo en el centro de NGC 4258 es aproximadamente diez veces más grande que el de la Vía Láctea, y también consume material a un ritmo más rápido, lo que potencialmente aumenta su impacto en la evolución de su galaxia huésped.

Estos resultados se publicaron en la edición del 20 de junio de 2014 de The Astrophysical Journal Letters y están disponibles en línea. Los autores son Patrick Ogle, Lauranne Lanz y Philip Appleton del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, CA.

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

Créditos:

Rayos X : NASA / CXC / Caltech / P.Ogle et al; 

Óptico: NASA / STScI & R.Gendler; 

IR: NASA / JPL-Caltech; 

Radio: NSF / NRAO / VLA

• Imagen publicada en Chandra el 2 de julio del 2.004, enlace publicación.

Los brazos misteriosos de M 106 por fin revelados.

Crédito: Rayos X: NASA / CXC / Univ. de Maryland / A.S. Wilson et al .; Óptica: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF.

Una combinación de observaciones terrestres y espaciales, incluidos los datos de rayos X de Chandra, han ayudado a revelar la naturaleza de los llamados brazos anómalos en la galaxia espiral NGC 4258 (también conocida como M106). Estas armas se conocen desde hace décadas, pero su origen sigue siendo misterioso para los astrónomos.

En luz visible (mostrada en oro) e infrarroja (roja), dos brazos prominentes emanan desde el núcleo brillante y en espiral hacia afuera. Estos brazos están dominados por estrellas jóvenes y brillantes, que iluminan el gas dentro de los brazos. Pero en la radio (púrpura) y en las imágenes de rayos X (azul) de Chandra, se ven dos brazos espirales adicionales.

Al analizar los datos de XMM-Newton, Spitzer y Chandra, los científicos han confirmado sospechas anteriores de que los brazos fantasmales representan regiones de gas que son calentadas violentamente por las ondas de choque. Anteriormente, algunos astrónomos habían sugerido que los brazos anómalos son chorros de partículas expulsadas por un agujero negro supermasivo en el núcleo de NGC 4258. Pero las observaciones de radio en el Very Large Array posteriormente identificaron otro par de aviones que se originaron en el núcleo.

Sin embargo, los chorros calientan el gas en su línea de viaje, formando un capullo en expansión. Debido a que los chorros se encuentran cerca del disco del M106, el capullo genera ondas de choque y calienta el gas en el disco a millones de grados, lo que hace que este se irradie de manera brillante en los rayos X y otras longitudes de onda.

Crédito: Rayos X: NASA / CXC / Univ. de Maryland / A.S. Wilson et al .; Óptica: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF.

• Publicado en Chandra el 10 de abril del 2.007, enlace imagen.