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XMM-Newton detecta vientos de agujero negro ultrarrápidos en Markarian 817

XMM-Newton detecta vientos de agujero negro ultrarrápidos en Markarian 817

Markariano 817 Se trata de una galaxia Seyfert 1 situada a 430 millones de años luz en la constelación de Draco. También conocido como Mrk 817 o QSO J1436+5847, alberga un agujero negro supermasivo activo con una masa de 81 millones de masas solares.

Esta impresión artística muestra vientos ultrarrápidos que soplan desde el centro de la galaxia Markarian 817. Moviéndose a millones de kilómetros por hora, estos vientos barren el gas interestelar de una amplia región del espacio. Sin este gas, la galaxia no puede formar nuevas estrellas y al agujero negro en el centro de la galaxia le queda poco para comer. El recuadro muestra lo que está sucediendo en el núcleo de la galaxia. El agujero negro supermasivo aspira gas de su entorno, formando un disco de acreción caliente y brillantemente iluminado (naranja). El viento (blanco) es causado por campos magnéticos dentro del disco, que lanzan partículas en todas direcciones a velocidades increíblemente altas. Estos vientos bloquean eficazmente los rayos X (azul) enviados por el plasma extremadamente caliente que rodea el agujero negro, llamado corona. zach et al. Markarian 817 fue captado emitiendo vientos ultrarrápidos utilizando el telescopio de rayos X XMM-Newton de la ESA. Si continúan durante aproximadamente un año, los vientos afectarán en gran medida la formación de estrellas en la galaxia. El hecho de que el agujero negro en el centro de la galaxia experimente niveles de actividad bastante promedio antes de producir vientos sugiere que los vientos ultrarrápidos de los agujeros negros son más comunes de lo que se pensaba anteriormente. En otras palabras, los agujeros negros y sus galaxias anfitrionas influyen fuertemente en la evolución de cada uno. Crédito de la imagen: ESA / CC BY-SA 3.0 IGO.

En el corazón de toda gran galaxia hay un agujero negro supermasivo, cuya enorme gravedad extrae gas de su entorno.

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A medida que el gas gira en espiral hacia adentro, se acumula en un disco de acreción plano alrededor del agujero negro, donde se calienta y brilla.

Con el tiempo, el gas más cercano al agujero negro pasa el punto de no retorno y es devorado.

Sin embargo, los agujeros negros sólo consumen una pequeña porción del gas que gira hacia ellos.

A medida que el agujero negro gira en círculos, parte del material es expulsado de regreso al espacio, como un niño desordenado que derrama demasiado en su plato.

En episodios más dramáticos, un agujero negro derribará toda la mesa: el gas en el disco de acreción se precipita hacia afuera en todas direcciones a altas velocidades, barriendo el gas interestelar circundante.

Esto no sólo priva al agujero negro de alimento, sino que también significa que no se pueden formar nuevas estrellas en una vasta región, lo que cambia la estructura de la galaxia.

Hasta ahora, estos vientos ultrarrápidos de agujeros negros sólo se han detectado en discos de acreción muy brillantes, lo que supone el límite de la cantidad de materia que pueden absorber.

esta vez, La nave espacial XMM-Newton de la ESA Se han descubierto vientos ultrarrápidos en Markarian 817, una galaxia claramente intermedia de la que se puede decir que “simplemente se está alimentando”.

«Se esperarían vientos muy rápidos si el ventilador estuviera encendido en su posición más alta», dijo la Dra. Miranda Zak, astrónoma de la Universidad de Michigan.

«En la galaxia que estudiamos, llamada Markarian 817, el ventilador estaba encendido a una potencia más baja, pero todavía se generaban vientos increíblemente activos».

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«Es muy poco común observar vientos ultrarrápidos, y aún menos común descubrir vientos con suficiente energía para cambiar la naturaleza de su galaxia anfitriona».

El Dr. Elias Kamoun, astrónomo del Instituto de Roma, dijo: «El hecho de que Markarian 817 haya estado produciendo estos vientos durante casi un año, aunque no haya estado en un estado particularmente activo, sugiere que los agujeros negros pueden estar remodelando su anfitrión». galaxias en mucha mayor medida que antes”. «Anteriormente se creía». Universidad Tri.

Los núcleos galácticos activos emiten luz de alta energía, incluidos rayos X. Markarian 817 llamó la atención de los astrónomos porque era muy silencioso.

«La señal de rayos X era tan débil que estaba convencido de que estaba haciendo algo mal», dijo Zach.

Observaciones posteriores con el XMM-Newton de la ESA revelaron lo que realmente estaba sucediendo: los vientos ultrarrápidos del disco de acreción actuaban como una manta, bloqueando los rayos X enviados desde el entorno inmediato del agujero negro.

Estas mediciones fueron respaldadas por observaciones realizadas con el telescopio NuSTAR de la NASA.

Un análisis detallado de las mediciones de rayos X mostró que, lejos de enviar una sola «bocanada» de gas, el Centro Markarian produjo 817 marejadas ciclónicas en una amplia zona del disco de acreción.

El viento dura varios cientos de días y consta de al menos tres componentes distintos, cada uno de los cuales se mueve a varios por ciento de la velocidad de la luz.

Esto resuelve un enigma abierto en nuestra comprensión de cómo los agujeros negros y las galaxias que los rodean se afectan entre sí.

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Hay muchas galaxias -incluida la Vía Láctea- que parecen tener grandes regiones alrededor de sus centros en las que se están formando muy pocas estrellas nuevas.

Esto podría explicarse por los vientos de los agujeros negros que expulsan el gas que forma las estrellas, pero esto sólo funciona si los vientos son lo suficientemente rápidos, duran lo suficiente y son generados por agujeros negros con niveles de actividad típicos.

«Muchas de las cuestiones pendientes en el estudio de los agujeros negros se relacionan con la realización de descubrimientos a través de largas observaciones que abarcan varias horas para capturar eventos importantes», dijo el Dr. Norbert Chartel, científico del proyecto XMM-Newton.

«Esto resalta la importancia crítica de la misión XMM-Newton para el futuro».

«Ninguna otra misión puede ofrecer la combinación de su alta sensibilidad y capacidad para realizar observaciones prolongadas e ininterrumpidas».

a papel Sobre los resultados publicados en Cartas de revistas astrofísicas.

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Miranda K. zach et al. 2024. Reacciones feroces en el misterioso estado de Eddington en Seyfert 1.2 Markarian 817. ApJL 962, L1; doi: 10.3847/2041-8213/ad1407