Los científicos detectan una imponente estructura en forma de globo cerca del centro de la Vía Láctea

La compleja emisión de radio desde el centro galáctico, según la imagen del radiotelescopio sudafricano MeerKAT. Las burbujas de radio gigantes recientemente descubiertas son las estructuras que se ejecutan de arriba a abajo en esta imagen. Imagen vía SARAO / Oxford.

Se considera que nuestra Vía Láctea es una galaxia relativamente inactiva y, sin embargo, en el fondo, se sabe que tiene un agujero negro de 4 millones de masas solares: la fuente de muchos procesos fascinantes y dinámicos. Ayer, 11 de septiembre de 2019, los astrónomos anunciaron el descubrimiento en esa región de lo que llaman "una de las características más grandes jamás observadas" en el centro de la Vía Láctea. Esta característica es un par de enormes burbujas emisoras de radio, que se elevan por encima y por debajo de la región central de nuestra galaxia. Los científicos lo describieron como en forma de reloj de arena. Toda la estructura se extiende unos 1.400 años luz, o alrededor del 5% de la distancia entre nuestro sol y el centro de la galaxia.

Este nuevo descubrimiento fue anunciado hoy en la revista Nature, que también publicó el estudio inicial de la función. Dijeron en un comunicado que:

… Eclipsa todas las demás estructuras de radio en el centro galáctico [y] es probable que sea el resultado de un estallido fenomenalmente energético que estalló cerca del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea hace unos millones de años.

En otras palabras, dijeron estos científicos, creen que las características se han formado a partir de una erupción violenta, presumiblemente emanando de la vecindad del centro galáctico y su agujero negro supermasivo, que, durante un corto período de tiempo, atravesó el medio interestelar en direcciones opuestas. . Como se explica en Nature :

Las burbujas son estructuras de gas que se pueden observar porque los electrones que se agitan dentro de ellas producen ondas de radio a medida que son aceleradas por los campos magnéticos.

Imagen vía SARAO / Oxford.

El equipo de astrónomos que realizó el descubrimiento fue dirigido por Ian Heywood de la Universidad de Oxford en Inglaterra. Utilizaron el nuevo y supersensible radiotelescopio MeerKAT del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica (SARAO) para mapear amplias regiones en el centro de la galaxia. Llevaron a cabo sus observaciones de radio a longitudes de onda cercanas a los 23 centímetros (aproximadamente 9 pulgadas), que, dijeron:

... indica la energía generada en un proceso conocido como radiación sincrotrón, en el que los electrones que flotan libremente se aceleran al interactuar con potentes campos magnéticos. Esto produce una señal de radio característica que puede usarse para rastrear regiones energéticas en el espacio. La luz de radio vista por MeerKAT penetra las densas nubes de polvo que bloquean la luz visible desde el centro de nuestra galaxia.

Heywood, quien procesó la gran cantidad de datos de observación que condujeron a este resultado, dijo:

El centro de nuestra galaxia es relativamente tranquilo en comparación con otras galaxias con agujeros negros centrales muy activos. Aun así, el agujero negro central de la Vía Láctea puede volverse inusualmente activo, encendiéndose a medida que periódicamente devora grandes masas de polvo y gas. Es posible que uno de esos frenesí alimentario desencadene poderosos estallidos que inflan esta característica nunca antes vista.

Anteriormente invisible? Sí, en la parte de radio del espectro. Pero hay otra estructura en forma de reloj de arena previamente conocida por los astrónomos que podría (o no) estar relacionada con las burbujas MeerKAT. Y ese es el llamado Fermi Bubbles, confirmado por observaciones de rayos gamma de alta energía en 2010.

Los indicios de los bordes de las Burbujas Fermi se observaron por primera vez en rayos X (azul) por ROSAT, un observatorio conjunto de rayos X alemán, estadounidense y británico, que funcionó en el espacio durante la década de 1990. Más tarde, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, lanzado en 2008, confirmó los contornos de 2 burbujas enormes que se extienden por decenas de miles de años luz a cada lado del núcleo de nuestra galaxia. Esas observaciones están marcadas en magenta en esta ilustración. Imagen a través del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Le pregunté a uno de los autores de este nuevo documento, Fernando Camilo, científico jefe de SARAO en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, cómo se relaciona el nuevo descubrimiento con las burbujas Fermi. Él respondió por correo electrónico:

Esa es una muy buena pregunta.

Las burbujas Fermi son mucho más grandes que las burbujas de radio MeerKAT (unas 50 veces más grandes: unos 75, 000 años luz de tamaño para Fermi, 1, 400 años luz para MeerKAT). También son mucho más enérgicos: la cantidad de energía involucrada en el evento que infló las burbujas MeerKAT no es más del 1% del contenido de energía de las burbujas Fermi.

Sin embargo, ambas son enormes estructuras bipolares, simétricas sobre el centro galáctico, cerca del agujero negro supermasivo central, por lo que surge su pregunta.

Nuestra opinión es que las burbujas MeerKAT pueden representar una versión menos energética de un proceso similar al que creó las Burbujas Fermi (el origen de las burbujas Fermi continúa siendo muy debatido, y espero que el origen de las burbujas MeerKAT Asimismo, obtener una variedad de puntos de vista).

Si ese es el caso, las burbujas MeerKAT pueden ser un ejemplo de una serie de tales eventos intermitentes que ocasionalmente tienen lugar cerca del centro de la Vía Láctea, gobernada por el agujero negro, cuyo efecto acumulativo es responsable de otras estructuras a gran escala. visto en latitudes galácticas más altas (es decir, lejos del plano de la Vía Láctea), incluidas las estructuras vistas en rayos X y, de hecho, las burbujas de rayos gamma de Fermi.

Camilo agregó:

Estas enormes burbujas han estado ocultas hasta ahora por el resplandor de la emisión de radio extremadamente brillante desde el centro de la galaxia. Sacar las burbujas del 'ruido' de fondo fue un tour de force técnico, solo posible gracias a las características únicas de MeerKAT y su ubicación propicia en el hemisferio sur. Con este descubrimiento inesperado, estamos presenciando en la Vía Láctea una nueva manifestación de flujos de materia y energía a escala de galaxias, gobernada en última instancia por el agujero negro central.

Un compuesto de las burbujas de radio y el telescopio MeerKAT. Una imagen de radio del centro de la Vía Láctea con una parte del conjunto de telescopios MeerKAT en primer plano. El plano de la galaxia está marcado por una serie de características brillantes, estrellas explotadas y regiones donde nacen nuevas estrellas, y corre diagonalmente a través de la imagen desde la parte inferior derecha hasta la parte superior central. El agujero negro en el centro de la Vía Láctea está oculto en la más brillante de estas regiones extendidas. Las burbujas de radio se extienden entre las dos antenas más cercanas a la esquina superior derecha. Se pueden ver muchos filamentos magnetizados que corren paralelos a las burbujas. En esta vista compuesta, el cielo a la izquierda de la segunda antena más cercana es el cielo nocturno visible a simple vista, y la imagen de radio a la derecha se ha ampliado para resaltar sus características finas. Imagen vía SARAO / Oxford.

En pocas palabras: los radioastrónomos han visto un par de enormes burbujas emisoras de radio que se elevan cientos de años luz por encima y por debajo de la región central de nuestra galaxia.

Fuente: Inflación de burbujas de radio bipolares de 430 parsec en el Centro Galáctico por un evento energético.

Via Universidad de Oxford