Una nave de la ESA revela una nueva anatomía en torno a un agujero negro

Galaxia activa Markarian 509 como se ve por la WFPC2 del Telescopio Espacial Hubble. Créditos: NASA, ESA, J. Kriss (STScI) y J. de Plaça (SRON)

Una flota de naves espaciales, incluyendo XMM-Newton e Integral de la ESA, han mostrado detalles sin precedentes de las cercanías de un agujero negro supermasivo. Se revelan enormes "balas" de gas conducido fuera del "monstruo gravitacional".

El agujero negro que el equipo decidió estudiar se encuentra en el corazón de la galaxia Markarian 509, a 500 millones de años luz de la Tierra. Este agujero negro es colosal, con 300 millones de veces la masa del Sol y haciéndose más masivo cada día, ya que sigue alimentando.

Markarian 509 fue elegido porque se sabe que varía en brillo, lo que indica que el flujo de materia hacia el agujero negro es turbulento. La radiación de la región interior impulsa la salida de algunos gases lejos del agujero negro.

El agujero negro se controló durante 100 días. "XMM-Newton realmente ha conducido a estas observaciones, ya que tiene una amplia cobertura de rayos X, así como una cámara de monitorización óptica", dice Jelle Kaastra, del Instituto Neerlandés SRON para la Investigación Espacial, que coordinó un equipo internacional de 26 astrónomos de 21 institutos en cuatro continentes para hacer estas observaciones.

La imagen superior muestra la variación de brillo de los rayos ultravioleta del agujero negro (arriba) y de rayos X (abajo) de las emisiones, según lo medido por Swift, XMM, INTEGRAL, Chandra y Hubble durante esta campaña de observación, a partir del 1 de septiembre de 2009. Un resultado importante de esta campaña es mostrar, por primera vez, dónde y cómo se origina este flujo de material escapando. Crédito: J. S. Kaastra et al., (2011, A&A 534, A36); ESA; NASA.

Durante la campaña, la galaxia se superó a sí misma, en lugar de las habituales fluctuaciones de 25 por ciento en su brillo, se levantó de un salto en la banda de rayos X blandos en un 60 por ciento, lo que indica que una gran perturbación se produjo en el flujo de gas de las garras mortales del agujero negro.

Las observaciones resultantes han demostrado que la salida se compone de balas gigantes impulsadas a millones de kilómetros por hora. Las balas son despojadas de un depósito de polvo de materia a la espera de caer en el agujero negro. La sorpresa es que el depósito se encuentra a más de 15 años luz de distancia del agujero negro. Esto es más de lo que algunos astrónomos pensaron que era posible que el viento originara.

Impresión artística del motor central de una galaxia activa. Un agujero negro está rodeado por la materia a la espera de caer dentro de la temible radiación cerca del agujero negro que conduce una salida de gas. Créditos: NASA y M. Weiss (Chandra X-ray Center)

"Ha habido un debate en la astronomía desde hace algún tiempo sobre el origen de la emanación de gas", dice Kaastra.

El depósito de gas y polvo toma la forma de un toro en forma de anillo que rodea el agujero negro. Espirales de materia se dirigen hacia el agujero negro, creando un disco de acreción en el que el gas se comporta como el agua cayendo en espiral por un desagüe.

Las observaciones también muestran que el disco de acreción cuenta con una "piel" de gas a una temperatura de millones de grados. Esto es donde los rayos X y rayos gama vienen de conducir el gas más distante hacia afuera.

Además de XMM-Newton e Integral, se utilizaron el NASA / ESA Hubble Space Telescope, Chandra de la NASA y los satélites Swift y los telescopios terrestres WHT y PARITEL. Juntos, los instrumentos les dio una cobertura de longitud de onda sin precedentes: que va desde el infrarrojo, a través de la luz visible, al ultravioleta, rayos X y a la banda de rayos gamma.

"Los resultados subrayan la importancia de las observaciones a largo plazo y de las campañas de monitoreo para obtener una comprensión más profunda de los objetos astrofísicos variables. XMM-Newton hizo de hecho todos los cambios organizativos necesarios para permitir tales observaciones, y ahora el esfuerzo está dando sus frutos", dice Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.

Fuente:
• ESA spacecraft reveal new anatomy around a black hole
• HEASARC: Picture of teh week