Detectan chorros relativistas emisores de radio saliendo de cuásares distantes


Utilizando datos del Very Large Array Sky Survey (VLASS), los astrónomos han detectado chorros relativistas emisores de radio emergiendo desde las profundidades de agujeros negros supermasivos en galaxias activas distantes.

En astronomía, "chorro relativista" es un término usado en varios contextos para referirse a chorros de materia que se encuentran generalmente asociados a discos de acreción, tanto en formación estelar, donde el chorro relativista es formado por materia con exceso de momento angular que no es incorporado en la estrella que está formándose, como en agujeros negros.

VLASS es un proyecto que estudia, y que estudiará el cielo visible desde el observatorio radioastronómico Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de NSF, aproximadamente el 80% de todo el cielo, tres veces durante siete años. Las observaciones comenzaron en 2017 y el primero de los tres escaneos ya está completo. Precisamente de eso vamos a hablar en este artículo.

La Dra. Kristina Nyland, investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Investigación Naval, y sus colegas de investigación, compararon los datos de este escaneo con los datos de la encuesta FIRST que usó el observatorio radioastronómico VLA para observar una porción más pequeña del cielo entre los años 1993 y 2011.

"Encontramos galaxias que antes no mostraban evidencia de estar emitiendo chorros, pero ahora muestran claros indicios de tener chorros jóvenes y compactos", dijo la Dra. Nyland.

"Chorros como estos pueden afectar fuertemente el crecimiento y la evolución de sus galaxias, pero todavía no entendemos todos los detalles".

"Capturar chorros recién nacidos con encuestas como VLASS proporciona una medida del papel de los potentes chorros de radio en la configuración de la vida de las galaxias durante miles de millones de años".

La Dra. Nyland y los coautores del estudio encontraron alrededor de 2.000 objetos que aparecen en las imágenes de VLASS, pero no fueron detectados en FIRST, el sondeo astronómico anterior.

De estos objetos, seleccionaron 26 objetos que anteriormente se categorizaron como cuásares (galaxias con núcleos activos alimentados por agujeros negros supermasivos) mediante observaciones ópticas e infrarrojas.

Luego eligieron 14 de estas galaxias para observaciones más detalladas con el observatorio radioastronómico VLA.

Estas observaciones proporcionaron imágenes de mayor resolución y también se realizaron en múltiples frecuencias de radio, para obtener una comprensión más completa de las características de dichos objetos.

Crédito de la imagen: Nyland et al. / Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF.

Aquí se muestran imágenes del observatorio radioastronómico VLA de tres galaxias. En el nuevo estudio se comparó lo que se vio en el estudio anterior de FIRST y las observaciones posteriores de VLASS; las brillantes emisiones de radio que aparecieron recientemente indican que las galaxias lanzaron chorros de material en algún momento entre las fechas de las dos observaciones.

"Los datos de estas observaciones detalladas nos dicen que la causa más probable de la diferencia en el brillo de radio entre las observaciones de FIRST y VLASS es que los 'motores' (cuásares) en los núcleos de estas galaxias han lanzado nuevos chorros relativistas desde que se realizaron las observaciones de FIRST", dijo Dr. Dillon Dong, astrónomo de Caltech.

"Los chorros de radio proporcionan laboratorios naturales para aprender sobre la física extrema de los agujeros negros supermasivos, cuya formación y crecimiento se cree que están intrínsecamente vinculados a los de los centros de galaxias en los que residen", dijo el Dr. Pallavi Patil, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía y la Universidad de Virginia.

"Los chorros relativistas tan jóvenes como los descubiertos en nuestro estudio pueden brindarnos una oportunidad única de obtener nuevos conocimientos sobre cómo funcionan estas interacciones entre los chorros y su entorno", añadió la Dra. Nyland.

"VLASS ha demostrado ser una herramienta clave para descubrir tales chorros relativistas, y esperamos ansiosamente los resultados de sus dos próximas épocas de observación", dijo el Dr. Mark Lacy, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía.

Referencia del documento científico:
Kristina Nyland et al. 2020. Quasars That Have Transitioned from Radio-quiet to Radio-loud on Decadal Timescales Revealed by VLASS and FIRST. ApJ, in press; arXiv: 2011.08872

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