Impresionantes imágenes nuevas revelan varias galaxias distantes con un detalle sin precedentes

Una red de telescopios que ha pasado años mirando al espacio profundo finalmente ha entregado algunas de las imágenes más gloriosamente detalladas que hemos visto de otras galaxias.

Estas imágenes no solo son espectacularmente hermosas, sino que revelan con un detalle sin precedentes el funcionamiento interno de estos objetos cósmicos gigantes, lo que nos da una nueva perspectiva de cómo funcionan las galaxias en general. Los hallazgos realizados hasta ahora se han publicado en un número especial de Astronomía y Astrofísica.

Las observaciones se realizaron utilizando la matriz de baja frecuencia (Promesas), la mayor red de radiotelescopios de baja frecuencia que opera actualmente en la Tierra. Puede combinar observaciones de alrededor de 70.000 antenas repartidas por Europa utilizando una técnica llamada interferometría de radio

para tomar algunas de las observaciones de radio más sensibles posibles del cielo nocturno.

Esto nos ha brindado información nueva e increíble sobre el Universo, pero las nuevas observaciones lo están llevando un paso más allá, con una resolución 20 veces mayor de lo habitual. Esto se debe a que las operaciones LOFAR estándar se realizan solo con las antenas en los Países Bajos, donde tiene su sede la colaboración.

Una nube luminosa con reflejos rosados ​​muestra dos galaxias fusionándose

Encima: Las imágenes de radio revelan un viento enorme que sopla desde la fusión de galaxias. (N. Ramírez-Olivencia et al .; NASA, ESA, el Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration y A. Evans (UVA Charlottesville / NRAO / Stony Brook University); R. Cumming)

Dado que estas antenas están distribuidas en una región de 120 kilómetros (75 millas), esto significa que la ‘apertura’ del telescopio tiene, efectivamente, un tamaño de alrededor de 120 kilómetros. Para las nuevas observaciones, una colaboración internacional utilizó toda la matriz de toda Europa, efectivamente, un radiotelescopio de 2.000 kilómetros (1.243 millas).

“Nuestro objetivo es que esto permita a la comunidad científica utilizar toda la red europea de telescopios LOFAR para su propia ciencia, sin tener que pasar años para convertirse en un experto”. dijo la astrónoma Leah Morabito de la Universidad de Durham en el Reino Unido.

Nueve artículos del número especial de Astronomía y Astrofísica están dedicados a uno de los fenómenos más asombrosos asociados con el comportamiento galáctico: chorros de partículas relativistas explotado en el espacio intergaláctico por supermasivo activo agujeros negros en los centros de las galaxias.

Una galaxia en la constelación de Draco con chorros visibles como dos manchas naranjas(A. Kappes)

Estos son invisibles en longitudes de onda ópticas, pero en longitudes de onda de radio, brillan, lo que significa que las imágenes de radio pueden darnos una idea de cómo se forman y se propagan los chorros.

Es de conocimiento común que, una vez que algo pasa el umbral crítico llamado horizonte de eventos, nada puede escapar de la atracción gravitacional de un agujero negro. Pero la región alrededor de un agujero negro activo es tremendamente dinámica. El material se hace girar en un disco que rodea el agujero negro y se enrolla en él como agua por un desagüe.

Desde el borde interno de este disco de acreción, una pequeña cantidad del material en remolino se canaliza de alguna manera alrededor del horizonte de eventos hacia los polos, donde se lanza a velocidades que son un porcentaje significativo de la velocidad de la luz. Los científicos creen que las líneas del campo magnético alrededor del agujero negro actúan como un sincrotrón, acelerando estas partículas para producir velocidades relativistas.

baja frecuenciaAsí es como se ven los chorros distantes a frecuencias superbajas. (C. Groeneveld)

Sin embargo, hay muchas cosas que no entendemos sobre este proceso, y los nuevos datos de LOFAR están ayudando a completar las piezas que faltan.

“Estas imágenes de alta resolución nos permiten acercarnos para ver qué sucede realmente cuando los agujeros negros supermasivos lanzan chorros de radio, lo que antes no era posible en frecuencias cercanas a la banda de radio FM”. explicó el astrónomo Neal Jackson de la Universidad de Manchester en el Reino Unido.

Las galaxias analizadas incluir 3C 293, una galaxia con enormes y peculiares radio lóbulos que sugieren un flujo en chorro interrumpido. Los investigadores concluyeron que la galaxia ha pasado por múltiples períodos de actividad debido a las interrupciones de los chorros y el abastecimiento de combustible intermitente, lo que sugiere que su agujero negro supermasivo ha pasado por al menos un período inactivo.

Otro trabajo analizado luz de una galaxia que había viajado más de 11 mil millones de años luz, por lo general bastante difícil de observar en detalle a bajas frecuencias.

Esta observación permitió investigar por qué tales radiogalaxias distantes exhiben firmas específicas; en última instancia, no se pudo encontrar una respuesta concluyente, pero la observación allana el camino para más en el futuro.

Hércules un(R. Timmerman; LOFAR y telescopio espacial Hubble)

Y una sonda en lo espectacular radio galaxia Hércules A examinó las estructuras de los anillos en sus radio lóbulos. Estos, concluyeron los investigadores, fueron el resultado del fortalecimiento y debilitamiento intermitente de los chorros, produciendo las estructuras observadas.

Estas pistas pueden ayudarnos a comprender los procesos que producen y dan forma a los chorros de radio, pero el trabajo recopilado tiene implicaciones mucho más profundas. Los artículos también representan un hito significativo en radioastronomía, demostrando las capacidades de una red como LOFAR para comprender los misterios del Universo.

La serie de artículos se ha publicado en Astronomía y Astrofísica.

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