Las observaciones combinadas de dos generaciones de telescopios espaciales de rayos X ahora han revelado una imagen más completa de la naturaleza de los vientos de alta velocidad expulsados de los agujeros negros supermasivos. Los científicos que analizaron las observaciones descubrieron que los vientos vinculados a estos agujeros negros pueden viajar en todas las direcciones y no solo en un haz estrecho como se pensaba anteriormente. Los agujeros negros residen en el centro de las galaxias y los cuásares activos y están rodeados por discos de acumulación de materia. Tales vientos expansivos amplios tienen el potencial de afectar la formación de estrellas en toda la galaxia o cuásar huésped. El descubrimiento conducirá a revisiones en las teorías y modelos que explican con mayor precisión la evolución de los cuásares y las galaxias.
Las observaciones fueron realizadas por los telescopios espaciales de rayos X XMM-Newton y NuSTAR del quasar PDS 456. Las observaciones se combinaron en el gráfico anterior. PDS 456 es un cuásar brillante que reside en la constelación de Serpens Cauda (cerca de Ofiuco). El gráfico de datos muestra tanto un pico como una depresión en el perfil de emisión de rayos X, de otro modo nominal, como se muestra en los datos de NuSTAR (rosa). El pico representa las emisiones de rayos X dirigidas hacia nosotros (es decir, nuestros telescopios), mientras que el canal es de absorción de rayos X que indica que la expulsión de los vientos del agujero negro supermasivo es en muchas direcciones, efectivamente una concha esférica. La característica de absorción causada por el hierro en el viento de alta velocidad es el nuevo descubrimiento.
Los rayos X son la firma de los eventos más enérgicos del Cosmos, pero también se producen a partir de algunos de los cuerpos más dóciles: los cometas. El borde de ataque de un cometa como el P67 de Rosetta genera emisiones de rayos X a partir de la interacción de iones solares energéticos que capturan electrones de partículas neutras en el coma del cometa (nube de gas). Las observaciones de un agujero negro supermasivo en un cuásar a miles de millones de años luz de distancia implican la generación de rayos X en una escala mucho mayor, por vientos que evidentemente tienen influencia en una escala galáctica.
El estudio de las regiones de formación estelar y la evolución de las galaxias se ha centrado en los efectos de las ondas de choque de los eventos de supernova que ocurren a lo largo de la vida de una galaxia. Tales ondas de choque provocan el colapso de las nubes de gas y la formación de nuevas estrellas. Este nuevo descubrimiento por los esfuerzos combinados de dos equipos de telescopios espaciales proporciona a los astrofísicos una nueva visión de cómo se lleva a cabo la formación de estrellas y galaxias. Los agujeros negros supermasivos, al menos temprano en la formación de una galaxia, pueden influir en la formación de estrellas en todas partes.
Tanto la ESA construyó el XMM-Newton como el telescopio espacial de rayos X NuSTAR, una misión de la clase SMEX de la NASA, utilizan ópticas de incidencia de pastoreo, no vidrio (refracción) o espejos (reflexión) como en los telescopios convencionales de luz visible. El ángulo de incidencia de los rayos X debe ser muy superficial y, en consecuencia, la óptica se extiende sobre una armadura de 10 metros (33 pies) en el caso de NuSTAR y sobre un marco rígido en el XMM-Newton.
El XMM-Newton construido por la ESA se lanzó en 1999, un diseño de generación anterior que utilizaba un marco y una estructura rígidos. Se necesitaba todo el volumen del carenado y la capacidad de elevación del vehículo de lanzamiento Ariane 5 para poner el Newton en órbita. El último telescopio de rayos X, NuSTAR, se beneficia de diez años de avances tecnológicos. Los detectores son más eficientes y rápidos, y el marco rígido fue reemplazado por una armadura compacta que requirió 30 minutos para desplegarse. En consecuencia, NuSTAR se lanzó en un cohete Pegasus montado en un L-1011, un sistema de lanzamiento significativamente más pequeño y menos costoso.
Así que ahora estas observaciones se entregan efectivamente a los teóricos y modeladores. Los datos son como un nuevo ingrediente en la masa de la que se forman una galaxia y estrellas. Los modelos de formación de galaxias y estrellas mejorarán y describirán con mayor precisión cómo los cuásares, con sus agujeros negros supermasivos activos, hacen la transición a galaxias más inactivas, como nuestra Vía Láctea.
Referencia:
