Los astrónomos pueden haber resuelto el misterio del peculiar comportamiento volátil de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. Los datos combinados del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros observatorios sugieren que el agujero negro ya no recibe suficiente combustible para que su entorno brille intensamente.
Muchas galaxias tienen un núcleo extremadamente brillante, impulsado por material que cae hacia un agujero negro supermasivo. Estos llamados "núcleos galácticos activos" o AGN, son algunos de los objetos más brillantes del Universo.
Los astrónomos clasifican los AGN en dos tipos principales según las propiedades de la luz que emiten. Un tipo de AGN tiende a ser más brillante que el otro. En general, se cree que el brillo depende de uno o ambos factores: el AGN podría estar oscurecido por el gas y el polvo circundantes, o podría ser intrínsecamente tenue porque la velocidad de alimentación del agujero negro supermasivo es baja.
Se ha observado que algunos AGN cambian una vez entre estos dos tipos en el transcurso de solo 10 años, un abrir y cerrar de ojos en términos astronómicos. Sin embargo, el AGN asociado con la galaxia Markarian 1018 se destaca por cambiar de tipo dos veces, de un AGN tenue a un AGN brillante en la década de 1980 y luego volver a un AGN débil en los últimos cinco años. Se ha observado que un puñado de AGN realiza este cambio de ciclo completo, pero nunca antes se había estudiado uno con tanto detalle. Durante el segundo cambio de tipo, el Markarian 1018 AGN se volvió ocho veces más débil en rayos X entre 2010 y 2016.
Después de descubrir la naturaleza voluble del AGN durante un proyecto de estudio utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, los astrónomos solicitaron y recibieron tiempo para observarlo tanto con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA como con el Telescopio Espacial Hubble. El gráfico adjunto muestra el AGN en luz óptica del VLT (izquierda) con una imagen de Chandra de la región central de la galaxia en rayos X que muestra la fuente puntual del AGN (derecha).
Los datos de los telescopios terrestres, incluido el VLT, permitieron a los investigadores descartar un escenario en el que el aumento en el brillo del AGN fue causado por el agujero negro que interrumpió y consumió una sola estrella. Los datos del VLT también arrojan dudas sobre la posibilidad de que los cambios en el oscurecimiento por el gas interviniente provoquen cambios en el brillo del AGN.
Sin embargo, el verdadero mecanismo responsable de la sorprendente variación del AGN siguió siendo un misterio hasta que se analizaron los datos de Chandra y Hubble. Las observaciones de Chandra en 2010 y 2016 mostraron de manera concluyente que el oscurecimiento por el gas interviniente no fue responsable de la disminución del brillo. En cambio, los modelos de luz óptica y ultravioleta detectados por Hubble, Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA y Sloan Digital Sky Survey en los estados brillantes y débiles mostraron que el AGN se había desvanecido porque el agujero negro estaba hambriento de material que caía. Esta inanición también explica el desvanecimiento del AGN en los rayos X.
Una posible explicación de esta hambruna es que se está interrumpiendo la entrada de combustible. Esta interrupción podría deberse a interacciones con un segundo agujero negro supermasivo en el sistema. Un binario de agujero negro es posible ya que la galaxia es el producto de una colisión y fusión entre dos grandes galaxias, cada una de las cuales probablemente contenía un agujero negro supermasivo en su centro.
La lista de observatorios utilizados en este hallazgo también incluye la misión Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA y la nave espacial Swift.
Dos artículos, uno con el primer autor de Bernd Husemann (anteriormente en ESO y actualmente en el Instituto Max Planck de Astronomía) y el otro con Rebecca McElroy (Universidad de Sydney), que describen estos resultados, aparecieron en la edición de septiembre de 2016 de Astronomy & Astrophysics. diario.
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.
Crédito de la imagen: rayos X: NASA / CXC / Univ. of Sydney / R.McElroy et al, Optical: ESO / CARS Survey
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