Astrónomos manejando el Observatorio Gemini detecta el viento más energético de un cuásar distante.
Los investigadores que utilizan el telescopio Gemini North en Maunakea de Hawái han detectado el viento más enérgico de cualquier cuásar jamás medido. Este flujo de salida, que viaja a casi el 13% de la velocidad de la luz, lleva suficiente energía para impactar dramáticamente la formación de estrellas en toda una galaxia. La tempestad extragaláctica permaneció oculta a la vista durante 15 años antes de ser presentada por un innovador modelado por computadora y nuevos datos del Observatorio internacional de Gemini.
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| La imagen de la izquierda muestra la concepción de un artista de la parte central de la galaxia que alberga el cuásar SDSS J135246.37 + 423923.5 visto en longitudes de onda ópticas. Los vientos gruesos oscurecen nuestra visión e imprimen firmas del flujo energético en el espectro SDSS. La imagen de la derecha muestra la misma vista del artista en longitudes de onda infrarrojas, como se ve por el detector Gemini GNIRS. El flujo de salida grueso es transparente en las longitudes de onda infrarrojas, lo que nos da una línea de visión clara hacia el cuásar. El espectro infrarrojo produce el desplazamiento hacia el rojo del cuásar y, a partir de ese marco de referencia, medimos la velocidad de salida récord. Crédito: Observatorio Internacional de Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld |
Un equipo de astrónomos ha revelado el viento más enérgico de un cuásar utilizando observaciones del Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de NSF. Este poderoso flujo de salida se está moviendo hacia su galaxia anfitriona a casi el 13% de la velocidad de la luz, y proviene de un cuásar conocido como SDSS J135246.37 + 423923.5 que se encuentra a aproximadamente 10 mil millones de años luz de la Tierra.
"Si bien los vientos de alta velocidad se han observado previamente en los cuásares, estos solo han transportado una cantidad relativamente pequeña de masa", explica Sarah Gallagher, astrónoma de la Western University (Canadá) que dirigió las observaciones de Gemini. “El flujo de salida de este cuásar, en comparación, se extiende a lo largo de una enorme cantidad de masa a velocidades increíbles. Este viento es increíblemente poderoso, y no sabemos cómo el cuásar puede lanzar algo tan sustancial ". [1]
Además de medir el flujo de salida de SDSS J135246.37 + 423923.5, el equipo también pudo inferir la masa del agujero negro supermasivo que alimenta el cuásar. Este monstruoso objeto es 8.600 millones de veces más grande que el Sol: aproximadamente 2 000 veces la masa del agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea y un 50% más masivo que el conocido agujero negro en la galaxia Messier 87.
Este resultado se publica en The Astrophysical Journal en un artículo en línea, y el cuásar estudiado aquí ahora tiene el récord del viento de cuásar más enérgico medido hasta la fecha, con un viento más enérgico que los reportados recientemente en un estudio de 13 cuásares [2].
A pesar de su flujo masivo y enérgico, el descubrimiento de esta central eléctrica languideció en una encuesta de cuásar durante 15 años antes de que la combinación de datos Gemini y el innovador método de modelado por computadora del equipo permitiera su estudio en detalle.
"Nos sorprendió, este no es un nuevo cuásar, pero nadie sabía lo increíble que era hasta que el equipo obtuvo los espectros de Géminis", explica Karen Leighly, astrónoma de la Universidad de Oklahoma, quien fue uno de los líderes científicos de este investigación. "Estos objetos eran demasiado difíciles de estudiar antes de que nuestro equipo desarrollara nuestra metodología y tuviera los datos que necesitábamos, y ahora parece que podrían ser el tipo de cuásares ventosos más interesantes para estudiar".
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| El observatorio Gemini Norte bajo la cúpula de la Vía Láctea. |
Los cuásares, también conocidos como objetos cuasi estelares, son un tipo de objeto astrofísico extraordinariamente luminoso que reside en los centros de galaxias masivas [3]. Los cuásares, que consisten en un agujero negro supermasivo rodeado por un brillante disco de gas, pueden eclipsar a todas las estrellas en su galaxia anfitriona y pueden impulsar vientos lo suficientemente potentes como para influir en galaxias enteras [4].
"Algunos vientos impulsados por el cuásar tienen suficiente energía para barrer el material de una galaxia que se necesita para formar estrellas y así apagar la formación de estrellas", explica Hyunseop (Joseph) Choi, un estudiante graduado en la Universidad de Oklahoma y el primer autor del artículo científico sobre este descubrimiento. "Estudiamos un cuásar particularmente ventoso, SDSS J135246.37 + 423923.5, cuyo flujo de salida es tan grueso que es difícil detectar la firma del cuásar en las longitudes de onda visibles".
A pesar de la obstrucción, el equipo pudo obtener una visión clara del cuásar utilizando el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano Gemini (GNIRS) en Gemini Norte para observar las longitudes de onda infrarrojas. Utilizando una combinación de espectros de alta calidad de Gemini y un enfoque pionero de modelado por computadora, los astrónomos descubrieron la naturaleza del flujo de salida del objeto, lo que demostró ser notablemente más enérgico que cualquier flujo de cuásar medido previamente.
El descubrimiento del equipo plantea preguntas importantes, y también sugiere que podría haber más de estos cuásares esperando ser encontrados.
"No sabemos cuántos más de estos objetos extraordinarios hay en nuestros catálogos de cuásares que aún no conocemos", concluye Choi "Dado que el software automatizado generalmente identifica cuásares por líneas de emisión fuertes o color azul, dos propiedades que nuestro objeto carece, podría haber más de estos cuásares con salidas tremendamente poderosas ocultas en nuestras encuestas".
“Este descubrimiento extraordinario fue posible gracias a los recursos proporcionados por el Observatorio internacional de Géminis; el descubrimiento abre nuevas ventanas y oportunidades para explorar el Universo en los próximos años ", dijo Martin Still, director del programa de astronomía de la National Science Foundation, que financia el Observatorio Gemini de los Estados Unidos como parte de una colaboración internacional. "El Observatorio Gemini continúa avanzando en nuestro conocimiento del Universo al proporcionar a la comunidad científica internacional acceso de vanguardia a la instrumentación e instalaciones del telescopio".
Los investigadores que utilizan el telescopio Gemini North en Maunakea de Hawai han detectado el viento más enérgico de cualquier quásar jamás medido. Créditos: Observatorio Internacional de Géminis / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld / J. Pollard / ESA / Hubble / M.Kornmesser / ESO.
Notas:
[1] La energía colosal transportada por el flujo de salida del cuásar es un producto tanto de la velocidad del viento como de la cantidad de masa que transporta. Una forma intuitiva de entender esto es comparar un tren de carga y un velocista campeón: mientras ambos viajan aproximadamente a la misma velocidad, el tren de carga más masivo tiene mucho más impulso y energía.
[2] Este resultado es independiente del reciente comunicado de prensa de NASA / STScI sobre los vientos del cuásar que se centró en vientos fuertes en otros 13 cuásares.
[3] Los quásares toman su nombre de su primera identificación en la década de 1950 en las longitudes de onda de radio. El cuásar es una contracción de la fuente de radio cuasi-estelar, un nombre elegido para reflejar la apariencia estelar de estas fuentes de radio cuando se ven en longitudes de onda visibles.
[4] El gas que alimenta a un cuásar entrega energía en forma de luz cuando cae en el agujero negro central. Esta luz emitida es tanto el origen de la luminosidad de un cuásar como la fuente de energía que impulsa los flujos de salida.
Más información:
Esta investigación se presentó en el artículo "Discovery of a Remarkably Powerful Broad Absorption-line Quasar Outflow in SDSS J135246.37+423923.5" en The Astrophysical Journal, enlace artículo.
El equipo estaba compuesto por Hyunseop Choi (Universidad de Oklahoma, EE. UU.) Karen M. Leighly (Universidad de Oklahoma, EE. UU.), Donald M. Terndrup (Universidad de Oklahoma, EE. UU. Y Universidad Estatal de Ohio, EE. UU.), Sarah C Gallagher (Western University, Canadá y la Agencia Espacial Canadiense), y Gordon T. Richards (Drexel University, EE. UU.).
Contacto con los medios:
Peter Michaud
NewsTeam Manager
NOIRLab de NSF
Observatorio Géminis, Hilo HI
Celda: +1808-936-6643
Correo electrónico: pmichaud@gemini.edu
Contactos de ciencias:
Karen Leighly
Profesor
La universidad de oklahoma
Correo electrónico: leighly@ou.edu
Sarah Gallagher
Profesor Asociado, Física y Astronomía
Universidad occidental
Ontario, Canadá
Correo electrónico: sgalla4@uwo.ca
• Publicado en Gemini Observatory el 14 de abril del 2020, enlace publicación.
