Nuevo método para estudiar las salidas de los centros galácticos en preparación para Atenea


A diferencia de nuestra Vía Láctea, algunas galaxias tienen un agujero negro activo en su centro que genera poderosas salidas de gas. Pero sabemos muy poco sobre su impacto y origen. La futura misión de rayos X Athena de la ESA cambiará esto. En preparación para el lanzamiento en la década de 2030, los astrónomos de SRON y UvA ahora han desarrollado un nuevo método para usar Athena para estudiar estos flujos de salida.

Las imágenes astronómicas suelen estar llenas de estrellas de la Vía Láctea, pero algunas de ellas son impostoras. En lugar de simples estrellas, algunos puntos son, de hecho, centros de galaxias enteras. Están tan lejos que parecen un punto tenue y se confunden con las estrellas. Este truco ha engañado a los astrónomos durante décadas, hasta la década de 1950, razón por la cual los llamamos objetos cuasi-estelares, o cuásares para abreviar. Los astrónomos descubrieron que el espectro de algunos puntos estaba muy desplazado hacia el rojo, lo que indica una gran distancia a la que una estrella sería invisible desde la Tierra.

Eventualmente, los astrónomos se dieron cuenta de que la luz de los cuásares debe provenir de los centros de las galaxias, llamados núcleos galácticos activos (AGN), probablemente alimentados por un agujero negro supermasivo. Los modelos cosmológicos predicen que estos AGN son las centrales eléctricas que alteran la evolución de las galaxias, al atraer y expulsar cantidades masivas de material de su vecindad.

Elisa Costantini y su equipo del Instituto Holandés de Investigación Espacial SRON, incluida Anna Juranova, y en colaboración con Phil Uttley de la Universidad de Amsterdam, están estudiando estos flujos de AGN utilizando telescopios espaciales de rayos X. En preparación para el lanzamiento de la nueva misión de rayos X Athena de la ESA, que se lanzará a principios de la década de 2030 y con una contribución sustancial de SRON, el equipo ha desarrollado un nuevo método para estudiar las salidas de AGN. El brillo de AGN puede ser muy variable en el tiempo, especialmente en rayos X. Los investigadores utilizarán los espectros de rayos X de Athena para ver cómo responden los flujos de salida a estas variaciones de brillo.

“Al final, queremos entender qué impulsa los flujos de salida y qué impacto tienen en su galaxia anfitriona”, dice Juranova, quien dirigió el trabajo. “Para eso, necesitamos saber la densidad y la ubicación del flujo de salida. Y para saber eso, necesitamos información sobre la escala de tiempo en la que la luz del AGN ioniza el gas que sale. Gracias a nuestras simulaciones hemos encontrado una manera de medir esta respuesta de gas en efluentes con diferentes propiedades. Cuando obtenemos los datos reales de Athena, los comparamos con nuestros modelos y determinamos cuál coincide mejor con las observaciones”.

Para identificar los flujos de salida por su comportamiento, el equipo de investigación utiliza análisis de frecuencia. Juranova dice que “puedes compararlo con la temperatura en los Países Bajos. Sube y baja en un ciclo diario, pero también en un ciclo anual. Con el análisis que usamos, puede desentrañar fácilmente los diferentes tipos de cambios, porque están ocurriendo en frecuencias separadas correspondientes a estos dos ciclos. Y eso es muy útil porque luego podemos estudiar estos procesos individualmente. Del mismo modo, la luz del AGN cambia en el tiempo debido a los procesos que ocurren en diferentes escalas de tiempo, de horas a años, por lo que el enfoque de frecuencia nos ayuda a comprender lo que sucede allí”.

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