Un telescopio virtual de 100.000 kilómetros se adentra en un blazar
Usando una red de radiotelescopios en la Tierra y en el espacio, los astrónomos han capturado la vista más detallada jamás vista de un blazar o chorro de plasma procedente de un agujero negro supermasivo.
El chorro viaja casi a la velocidad de la luz y muestra patrones complejos y retorcidos cerca de su fuente. Estos patrones desafían la teoría estándar que se ha utilizado durante 40 años para explicar cómo se forman y cambian estos chorros con el tiempo.
Una importante contribución a las observaciones fue posible gracias al Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) en Bonn, Alemania, donde se combinaron los datos de todos los telescopios participantes para crear un telescopio virtual con un diámetro efectivo de unos 100.000 kilómetros.
Los blazares son las fuentes de radiación electromagnética más brillantes y poderosas del cosmos. Son una subclase de núcleos galácticos activos que comprenden galaxias con un agujero negro supermasivo central que acumula materia de un disco circundante. Alrededor del 10% de los núcleos galácticos activos, clasificados como cuásares, producen chorros de plasma relativistas.
Los blazares pertenecen a una pequeña fracción de cuásares en los que podemos ver estos chorros apuntando casi directamente al observador. Recientemente, un equipo de investigadores, incluidos científicos del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), tomó imágenes de la región más interna del chorro en el blazar 3C 279 con una resolución angular sin precedentes y detectó filamentos helicoidales notablemente regulares que pueden Requieren una revisión de los modelos teóricos utilizados hasta ahora para explicar los procesos mediante los cuales se producen los chorros en las galaxias activas.
"Gracias a RadioAstron (un observatorio astrofísico orbital ruso), y a una red de veintitrés radiotelescopios distribuidos por la Tierra, hemos obtenido la imagen de mayor resolución del interior de un blazar hasta la fecha, lo que nos permite observar la estructura interna del chorro con tanto detalle por primera vez", dice en un comunicado Antonio Fuentes, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que lidera el trabajo.
La nueva ventana al universo abierta por la misión RadioAstron ha revelado nuevos detalles en el chorro de plasma de 3C 279, un blazar con un agujero negro supermasivo en su núcleo. El chorro tiene al menos dos filamentos retorcidos de plasma que se extienden a más de 570 años luz del centro.
"Esta es la primera vez que vemos filamentos de este tipo tan cerca del origen del chorro, y nos dicen más sobre cómo el agujero negro da forma al plasma. El chorro interior también fue observado por otros dos telescopios, el GMVA y el EHT, en longitudes de onda mucho más cortas (3,5 mm y 1,3 mm), pero no pudieron detectar las formas filamentosas porque eran demasiado débiles y demasiado grandes para esta resolución", afirma Eduardo Ros, miembro del equipo de investigación y programador europeo de la GMVA.
Esto muestra cómo diferentes telescopios pueden revelar diferentes características del mismo objeto", añade.
Los chorros de plasma que salen de los blazares no son realmente rectos y uniformes. Muestran giros y vueltas que muestran cómo el plasma se ve afectado por las fuerzas alrededor del agujero negro. Los astrónomos que estudiaron estos giros en 3C 279, llamados filamentos helicoidales, descubrieron que eran causados por inestabilidades que se desarrollaban en el plasma del chorro.
En el proceso, también se dieron cuenta de que la vieja teoría que habían utilizado para explicar cómo cambiaban los chorros con el tiempo ya no funcionaba.
Por tanto, se necesitan nuevos modelos teóricos que puedan explicar cómo se forman y evolucionan estos filamentos helicoidales tan cerca del origen del chorro. Este es un gran desafío, pero también una gran oportunidad para aprender más sobre estos asombrosos fenómenos cósmicos.
"Un aspecto particularmente intrigante que surge de nuestros resultados es que sugieren la presencia de un campo magnético helicoidal que confina el chorro", dice Guang-Yao Zhao, actualmente afiliado al MPIfR y miembro del equipo científico. "Por lo tanto, podría ser el campo magnético, que gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del chorro en 3C 279, el que dirige y guía el plasma del chorro que se mueve a una velocidad de 0,997 veces la velocidad de la luz".
"Antes se habían observado filamentos helicoidales similares en chorros extragalácticos, pero a escalas mucho mayores, donde se cree que son el resultado de diferentes partes del flujo que se mueven a diferentes velocidades y se cortan entre sí", añade Andrei Lobanov, otro científico del MPIfR en el equipo de investigadores. "Con este estudio entramos en un terreno completamente nuevo en el que estos filamentos pueden conectarse con los procesos más complejos en las inmediaciones del agujero negro que produce el chorro".
