Chandra de la NASA nota que el Centro Galáctico se está ventilando
Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los astrónomos han localizado un respiradero adjunto a una "chimenea" de gas caliente que sale del centro de la Vía Láctea.
Las erupciones del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea llamado Sagitario A* (Sgr A* para abreviar) pueden haber creado esta chimenea y respiradero de escape.
La chimenea y el respiradero están a unos 26.000 años luz de la Tierra. La chimenea comienza en el centro de la galaxia y se encuentra perpendicular al disco espiral de la Vía Láctea. Los astrónomos habían identificado previamente la chimenea utilizando datos de rayos X de Chandra y XMM-Newton, una misión de la ESA (Agencia Espacial Europea) con contribuciones de la NASA. Las emisiones de radio detectadas por el radiotelescopio MeerKAT muestran el efecto de los campos magnéticos que encierran el gas en la chimenea.
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| Esta imagen muestra una región cerca del centro de nuestra Vía Láctea en rayos X y luz de radio. En la parte inferior de la imagen, cerca del centro, hay un nudo de material brillante y enredado que se asemeja a una salpicadura de pintura. Esta es la región más brillante de la imagen y contiene el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, conocido como Sagitario A*. El tercio inferior de la imagen se asemeja a una furiosa tormenta de fuego. Rayas rojas y naranjas se encuentran esparcidas en todas direcciones, como si una legión de brasas de un fuego crepitara y estallara en el aire al mismo tiempo. Estructuras en forma de llamas lamen hacia el centro desde nuestra derecha. Gran parte de la imagen está llena de tenues nubes azules que muestran rayos X detectados por Chandra. En algunos puntos, las tenues nubes azules parecen formar bolas de luz de color verde azulado y se conocen como halos de polvo. Son causadas por rayos X de fuentes brillantes que se reflejan en el polvo que rodea las fuentes. Estos halos de polvo se asemejan a luces submarinas que brillan en una piscina nublada por la noche. Elevándose desde Sagitario A* en el centro de la imagen hay un pilar de luz azul conocido como chimenea. Esta chimenea de gas caliente está rodeada de nubes rojas llenas de estrellas que se presentan como pequeñas motas rojas. Cerca de la parte superior del pilar azul hay una raya de color azul claro, delineada por un cuadro gris ilustrado. Esta raya se conoce como ventilación de escape de la chimenea. Justo a nuestra izquierda hay otro cuadro ilustrado que muestra la imagen en primer plano del respiradero de la chimenea observado por Chandra. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Chicago/SC Mackey et al.; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk |
Los últimos datos de Chandra revelan varias crestas de rayos X aproximadamente perpendiculares al plano de la galaxia. Los investigadores creen que se trata de las paredes de un túnel, con forma de cilindro, que ayuda a canalizar el gas caliente a medida que asciende a lo largo de la chimenea y se aleja del Centro Galáctico. El respiradero recién descubierto se encuentra cerca de la parte superior de la chimenea, a unos 700 años luz del centro de la galaxia.
"Sospechábamos que los campos magnéticos actúan como las paredes de la chimenea y que el gas caliente sube a través de ellas, como el humo", dijo Scott Mackey de la Universidad de Chicago, quien dirigió el estudio. "Ahora hemos descubierto un conducto de escape cerca de la parte superior de la chimenea".
El equipo cree que el respiradero de escape se formó cuando el gas caliente que subía por la chimenea chocó con el gas más frío que se encontraba en su camino. El brillo de las paredes de los conductos de escape en los rayos X es causado por ondas de choque, similares a las explosiones sónicas de aviones supersónicos, generadas por esta colisión. El lado izquierdo del respiradero de escape probablemente sea particularmente brillante porque el gas que fluye hacia arriba golpea la pared del túnel en un ángulo más directo y con más fuerza que otras regiones.
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| Los datos de Chandra revelan varias crestas de rayos X que los astrónomos creen que son las paredes de un túnel, con forma de cilindro, que ayuda a canalizar el gas caliente a medida que se aleja del Centro Galáctico. Este "respiradero de escape" está conectado a una "chimenea" descubierta previamente y ayuda a liberar gas caliente generado por el agujero negro supermasivo en el Centro Galáctico. En estas imágenes, los rayos X de Chandra se muestran con datos de radio de MeerKAT para demostrar la chimenea y el respiradero, con una vista más cercana también del respiradero de escape. El agujero negro supermasivo está cerca de la parte inferior de la imagen. Región cercana al centro galáctico de la Vía Láctea (etiquetada). Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Chicago/SC Mackey et al.; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk |
Los autores del estudio piensan que lo más probable es que el gas caliente provenga de una secuencia de eventos que involucran la caída de material en Sgr A* y luego las erupciones del agujero negro que impulsan el gas hacia arriba a lo largo de la chimenea y hacia afuera a través del respiradero de escape. Sin embargo, no saben exactamente con qué frecuencia se alimenta el agujero negro.
Estudios anteriores han indicado que cada pocos cientos de años se producen espectaculares llamaradas de rayos X en o cerca de la ubicación del agujero negro central, por lo que podrían desempeñar un papel importante a la hora de impulsar el gas caliente hacia arriba a través del respiradero de escape. Los astrónomos también estiman que el agujero negro galáctico se desgarra y se traga una estrella aproximadamente cada 20.000 años. Tales eventos conducirían a poderosas y explosivas liberaciones de energía, gran parte de la cual estaría destinada a subir a través de las chimeneas.
"No estamos seguros de si esta energía y calor son alimentados por una gran cantidad de material que se arroja sobre Sgr A* a la vez, como un montón de troncos arrojados al fuego", dijo el coautor Mark Morris de la Universidad de California, Los Ángeles. "O podría provenir de múltiples cargas pequeñas que se introducen en el agujero negro, de forma similar a como se arroja leña con regularidad".
Las partículas y la energía en el respiradero proporcionan pistas sobre el origen de dos estructuras misteriosas y mucho más grandes alrededor del centro de la Vía Láctea: las Burbujas Fermi vistas en rayos gamma por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA y las Burbujas eROSITA, detectadas por El telescopio de rayos X más nuevo de la ESA. Ambas son pares de estructuras que se extienden a miles de años luz del centro de la galaxia. Proporcionan información importante sobre la actividad explosiva pasada cerca del centro de la galaxia.
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| Región cercana al centro galáctico de la Vía Láctea (recuadros). Crédito: Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Chicago/SC Mackey et al.; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk |
Las burbujas de Fermi y eROSITA están alineadas con la dirección de la chimenea y una segunda chimenea de rayos X que comienza en el centro de la galaxia y apunta en la dirección opuesta. Los efectos de canalización del respiradero de escape cerca de la parte superior de la chimenea pueden mantener el gas caliente concentrado a medida que viaja hacia arriba, ayudando a la formación de una estructura coherente de las burbujas.
"El origen de las burbujas de Fermi y las burbujas de eROSITA son algunos de los mayores misterios que enfrentan los estudios de la radiación de alta energía de nuestra galaxia", dijo el coautor Gabriele Ponti del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en Merate. "Hemos descubierto una pequeña estructura que podría desempeñar un papel importante en la creación de estas burbujas gigantes".
El artículo que describe estos resultados se publica en The Astrophysical Journal y una preimpresión está disponible en línea . Los autores del artículo, además de Scott Mackey, Mark Morris y Gabriele Ponti, son Konstantina Anastasopoulou del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en Palermo y Samaresh Mondal del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en Merate.
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Contacto con los medios:
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts
Megan Watzke
Centro de vuelos espaciales
Jonathan Deal
Marshall, Huntsville, Alabama
Publicado en Chandra el 9 de mayo del 2024, enlace publicación.
