El telescopio Chandra de la NASA detecta un chorro de agujero negro sorprendentemente potente al mediodía cósmico.
Un agujero negro ha emitido un chorro sorprendentemente potente en el universo distante, según un nuevo estudio del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Este chorro existe en una etapa tan temprana del cosmos que está siendo iluminado por el resplandor residual del propio Big Bang.
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| Un agujero negro ha expulsado un chorro sorprendentemente potente en el universo distante, según un estudio del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Este chorro existe en una etapa tan temprana del cosmos que está siendo iluminado por el resplandor residual del Big Bang. El gráfico incluye una ilustración artística que muestra material en un disco que cae hacia un agujero negro supermasivo. Un chorro se aleja del agujero negro hacia la esquina superior derecha, como detectó Chandra en el estudio. El agujero negro se encuentra a 11.600 millones de años luz de la Tierra cuando el fondo cósmico de microondas (CMB), el resplandor residual del Big Bang, era mucho más denso que ahora. A medida que los electrones de los chorros se alejan del agujero negro, se desplazan a través del mar de radiación CMB y colisionan con fotones de microondas. Estas colisiones elevan la energía de los fotones a la banda de rayos X, lo que permite que Chandra los detecte incluso a esta gran distancia, como se muestra en las imágenes de rayos X (incluida una versión etiquetada). Crédito: Rayos X: NASA/CXC/CfA/J. Maithil et al.; Ilustración: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk. |
Los astrónomos utilizaron Chandra y el Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky para estudiar este agujero negro y su chorro en un período que denominan «mediodía cósmico», que tuvo lugar unos tres mil millones de años después del origen del universo. Durante este periodo, la mayoría de las galaxias y los agujeros negros supermasivos crecían más rápido que en cualquier otro momento de la historia del universo.
Los científicos pueden utilizar este chorro para investigar cómo los agujeros negros ayudaron a dar forma a su entorno durante esta era crítica en la historia cósmica.
“Estamos descubriendo que algunos agujeros negros pueden tener un impacto mayor en esta etapa del universo de lo que pensábamos”, dijo Jaya Maithil del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), quien dirigió el estudio.
Maithil y sus colegas identificaron y confirmaron la existencia de dos agujeros negros con chorros de más de 300.000 años luz de longitud. Ambos agujeros negros se encuentran a 11.600 millones y 11.700 millones de años luz de la Tierra, respectivamente.
“Gracias a su inigualable resolución de rayos X, Chandra pudo detectar estos chorros a pesar de su inmensa distancia y su escasa separación de los brillantes cuásares”, afirmó el coautor Dan Schwartz, también del CfA. “Los rayos X son fotones de microondas cósmicos amplificados un millón de veces por electrones acelerados por el agujero negro supermasivo”.
A medida que los electrones en los chorros salen de los agujeros negros, se desplazan a través del mar de radiación cósmica de fondo de microondas (CMB) y colisionan con los fotones, lo que produce las microondas. El CMB era mucho más denso entonces que ahora. Estas colisiones elevan la energía de los fotones a la banda de rayos X, lo que permite su detección por Chandra.
El equipo también utilizó el VLA para comprender mejor las propiedades de los chorros. Descubrieron que, si bien los chorros detectados por Chandra coinciden con la emisión de radio general observada en los datos del VLA, no se observa un chorro de radio continuo con la misma longitud que el chorro de rayos X. Esta diferencia es lógica, ya que los electrones que producen ondas de radio no duran tanto como los que crean rayos X al interactuar con la radiación del CMB. Por lo tanto, se espera una mayor emisión de rayos X, pero no necesariamente una emisión de radio.
Al combinar los datos de rayos X y de radio, los investigadores calcularon que los chorros se mueven a entre el 95% y el 99% de la velocidad de la luz para un chorro (llamado J1405+0415) y entre el 92% y el 98% de la velocidad de la luz para el otro (J1610+1811).
“Estos chorros viajan tan rápido que están superando el límite absoluto de velocidad de la física: la velocidad de la luz”, dijo la coautora Aneta Siemiginowska, también de CfA.
Además de las velocidades de los dos chorros, Maithil y su equipo midieron sus campos magnéticos y descubrieron que son típicos de los chorros que producen rayos X mediante la interacción con el CMB. También calcularon la dirección de los chorros utilizando datos de rayos X y radio. Concluyeron que ambos se dirigen en ángulos de tan solo unos 10 grados con respecto a la Tierra.
Estos resultados se presentaron en la 246.ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Anchorage, Alaska, y también se publicarán en The Astrophysical Journal. Hay una preimpresión disponible aquí. El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Contactos de prensa:
Watzke Chandra
Centro de rayos X Megan, Cambridge, Massachusetts
617-496-7998
Lane Figueroa
Centro de Vuelos Espaciales Marshall, Huntsville, Alabama
256-544-0034
Publicado en Chandra el 9 de junio del 2025, enlace publicación.
