Los astrónomos han descubierto el par de chorros de agujeros negros más grande jamás visto, con una longitud total de 23 millones de años luz. Eso equivale a alinear 140 galaxias de la Vía Láctea una tras otra.
«Este par no es solo del tamaño de un sistema solar o de una Vía Láctea; estamos hablando de 140 diámetros de la Vía Láctea en total», dice Martijn Oei, investigador postdoctoral de Caltech y autor principal de un artículo de Nature que informa sobre los hallazgos. «La Vía Láctea sería un pequeño punto en estas dos erupciones gigantes».
La megaestructura del chorro, apodada Porfirión en honor a un gigante de la mitología griega, data de una época en la que nuestro universo tenía 6.300 millones de años, o menos de la mitad de su edad actual de 13.800 millones de años. Estos feroces chorros, con una potencia total equivalente a billones de soles, salen disparados desde arriba y desde abajo de un agujero negro supermasivo en el corazón de una galaxia remota.
Antes del descubrimiento de Porfirión, el sistema de chorros más grande confirmado era Alcioneo, también llamado así por un gigante de la mitología griega. Alcioneo, que fue descubierto en 2022 por el mismo equipo que encontró a Porfirión, abarca el equivalente a unas 100 Vías Lácteas. A modo de comparación, los conocidos chorros de Centaurus A, el sistema de chorros más cercano a la Tierra, abarcan 10 Vías Lácteas.
El último hallazgo sugiere que estos sistemas de chorros gigantes pueden haber tenido una mayor influencia en la formación de galaxias en el universo joven de lo que se creía anteriormente.
Porfirión existió durante una época temprana en la que los filamentos tenues que conectan y alimentan las galaxias, conocidos como la red cósmica, estaban más juntos que ahora. Eso significa que chorros enormes como Porfirión se extendían por una mayor porción de la red cósmica en comparación con los chorros del universo local.
«Los astrónomos creen que las galaxias y sus agujeros negros centrales coevolucionan, y un aspecto clave de esto es que los chorros pueden propagar enormes cantidades de energía que afectan el crecimiento de sus galaxias anfitrionas y otras galaxias cercanas», dice el coautor George Djorgovski, profesor de astronomía y ciencia de datos en Caltech. «Este descubrimiento muestra que sus efectos pueden extenderse mucho más lejos de lo que pensábamos».
Descubrimiento de una vasta población
El sistema de chorros de Porfirión es el más grande encontrado hasta ahora durante un estudio del cielo que ha revelado una cantidad impactante de megaestructuras débiles: más de 10.000. Esta enorme población de chorros gigantescos se encontró utilizando el radiotelescopio europeo LOFAR (LOw Frequency ARray).
Si bien se conocían cientos de grandes sistemas de chorros antes de las observaciones de LOFAR, se pensaba que eran raros y, en promedio, de menor tamaño que los miles de sistemas descubiertos por el radiotelescopio.
«Ya se conocían los chorros gigantes antes de que comenzáramos la campaña, pero no teníamos ni idea de que resultaran ser tantos», afirma Martin Hardcastle, segundo autor del estudio y profesor de astrofísica en la Universidad de Hertfordshire, en Inglaterra.
«Normalmente, cuando obtenemos una nueva capacidad de observación, como la combinación de LOFAR de un amplio campo de visión y una sensibilidad muy alta a las estructuras extendidas, encontramos algo nuevo, pero aun así fue muy emocionante ver surgir tantos de estos objetos».
En 2018, Oei y sus colegas comenzaron a utilizar LOFAR para estudiar no los chorros de los agujeros negros, sino la red cósmica de filamentos tenues que entrecruza el espacio entre las galaxias. A medida que el equipo inspeccionaba las imágenes de radio en busca de los filamentos tenues, comenzó a notar varios sistemas de chorros sorprendentemente largos.
«Cuando encontramos por primera vez los chorros gigantes, nos sorprendió bastante», dice Oei, que también está afiliado al Observatorio de Leiden en los Países Bajos. «No teníamos idea de que hubiera tantos».
Para buscar sistemáticamente más chorros ocultos, el equipo inspeccionó las imágenes de radio a simple vista, utilizó herramientas de aprendizaje automático para escanear las imágenes en busca de señales de los chorros que se avecinaban y solicitó la ayuda de científicos ciudadanos de todo el mundo para examinar las imágenes con más detalle.
Un artículo que describe su serie más reciente de chorros gigantes, que contiene más de 8000 pares de chorros, ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.
Acechando en el pasado
Para encontrar la galaxia de la que se originó Porfirión, el equipo utilizó el radiotelescopio gigante de ondas métricas (GMRT) en la India junto con datos auxiliares de un proyecto llamado Instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI), que opera desde el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona. Las observaciones señalaron el hogar de los chorros en una galaxia enorme unas 10 veces más masiva que nuestra Vía Láctea.
El equipo utilizó el Observatorio W. M. Keck en Hawai para demostrar que Porfirión se encuentra a 7.500 millones de años luz de la Tierra. «Hasta ahora, estos sistemas de chorros gigantes parecían ser un fenómeno del universo reciente», dice Oei. «Si chorros distantes como estos pueden alcanzar la escala de la red cósmica, entonces cada lugar del universo puede haber sido afectado por la actividad de los agujeros negros en algún momento del tiempo cósmico», dice Oei.
Las observaciones de Keck también revelaron que Porfirión surgió de lo que se llama un agujero negro activo en modo radiativo, en contraposición a uno que está en un estado de modo chorro.
Cuando los agujeros negros supermasivos se vuelven activos -en otras palabras, cuando sus inmensas fuerzas de gravedad tiran y calientan el material circundante- se cree que emiten energía en forma de radiación o chorros. Los agujeros negros en modo radiativo eran más comunes en el universo joven o distante, mientras que los de modo chorro son más comunes en el universo actual.
El hecho de que Porfirión procediera de un agujero negro en modo radiativo fue una sorpresa porque los astrónomos no sabían que este modo podía producir chorros tan grandes y poderosos. Es más, como Porfirión se encuentra en el universo distante donde abundan los agujeros negros en modo radiativo, el hallazgo implica que puede que aún queden muchos más chorros colosales por descubrir.
«Es posible que estemos viendo la punta del iceberg», dice Oei. «Nuestro sondeo LOFAR sólo cubrió el 15% del cielo. Y la mayoría de estos chorros gigantes son probablemente difíciles de detectar, por lo que creemos que hay muchos más de estos colosos por ahí».
Misterios en curso
Cómo los chorros pueden extenderse tanto más allá de sus galaxias anfitrionas sin desestabilizarse aún no está claro. «El trabajo de Martijn nos ha demostrado que no hay nada particularmente especial en los entornos de estas fuentes gigantes que haga que alcancen esos grandes tamaños», dice Hardcastle, que es un experto en la física de los chorros de los agujeros negros.
«Mi interpretación es que necesitamos un evento de acreción inusualmente duradero y estable alrededor del agujero negro supermasivo central para permitir que esté activo durante tanto tiempo (alrededor de mil millones de años) y para garantizar que los chorros sigan apuntando en la misma dirección durante todo ese tiempo. Lo que estamos aprendiendo de la gran cantidad de gigantes es que esto debe ser un fenómeno relativamente común».
Como siguiente paso, Oei quiere entender mejor cómo estas megaestructuras influyen en su entorno. Los chorros difunden rayos cósmicos, calor, átomos pesados y campos magnéticos por todo el espacio entre galaxias. Oei está interesado específicamente en averiguar hasta qué punto los chorros gigantes difunden magnetismo.
«El magnetismo en nuestro planeta permite que la vida prospere, por lo que queremos entender cómo llegó a existir», dice. «Sabemos que el magnetismo impregna la red cósmica, luego se abre camino hacia las galaxias y las estrellas, y finalmente hacia los planetas, pero la pregunta es: ¿Dónde comienza? ¿Han difundido estos chorros gigantes magnetismo por todo el cosmos?»
Con información de Astronmy and Astrophysics
Compártelo:
Descubre más desde SKYCR.ORG: NASA, exploración espacial y noticias astronómicas
Suscríbete y recibe las últimas entradas en tu correo electrónico.
