El centro del quásar 3C279 emite radiación gamma parpadeante, que es característica del fenómeno de reconexión magnética. Crédito: Amit Shukla / Instituto Indio de Tecnología de Indore
Se ha encontrado una nueva letra en el misterioso alfabeto de los agujeros negros. Dos astrofísicos comparten este descubrimiento en la revista Nature Communications.
Los agujeros negros están en el centro de casi todas las galaxias que se han estudiado hasta ahora. Tienen una masa inimaginablemente grande y, por lo tanto, atraen materia, gas e incluso luz. Pero también pueden emitir materia en forma de plasma Jets: una especie de haz de plasma que se expulsa del centro de la galaxia con una energía tremenda. Un chorro de plasma puede extenderse varios cientos de miles de años luz en el espacio.
Cuando se emite esta intensa radiación, la calabozo permanece oculto porque los rayos de luz cercanos a él están fuertemente doblados y dan la apariencia de una sombra. Esto fue informado recientemente por investigadores de la colaboración del Event Horizon Telescope (EHT) para el agujero negro masivo en la galaxia elipse gigante M87.
En el quásar 3C279, también un agujero negro, el equipo de EHT encontró otro fenómeno: a una distancia de más de mil veces la sombra del agujero negro, el núcleo de un chorro de plasma se iluminó de repente. Aún no se sabía cómo la energía de este chorro podía llegar allí como a través de una chimenea invisible.
Se detectó radiación gamma extremadamente parpadeante
Este cuásar ahora se ha observado con el NASA telescopio espacial Fermi-LAT del astrofísico Amit Shukla, que hasta 2018 realizó investigaciones en Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg en Baviera, Alemania. Ahora trabaja en el Instituto Indio de Tecnología en Indore. Shukla descubrió que el núcleo del chorro, que se encontró en el rango de longitud de onda milimétrica, también emite radiación gamma de alta energía, pero con un brillo extremadamente parpadeante. Este brillo puede duplicarse en unos pocos minutos, según informa la revista. Comunicaciones de la naturaleza.
El patrón especial de la secuencia de cambios de brillo es característico de un proceso universal llamado reconexión magnética, que ocurre en muchos objetos astrofísicos con fuertes campos magnéticos. La actividad solar también tiene que ver con la dinámica de los campos magnéticos y la reconexión. Esto se demostró recientemente al observar “fogatas” en la atmósfera solar con la misión “Solar Orbiter” de la Agencia Espacial Europea ESA.
La energía almacenada de forma invisible se libera repentinamente
Pero volviendo al quásar 3C279: “Vi cómo el análisis de los datos reveló el patrón especial de reconexión magnética en la curva de luz. Me sentí como si de repente hubiera descifrado un jeroglífico en el alfabeto del agujero negro ”, dice feliz Amit Shukla.
Durante la reconexión, la energía que inicialmente se almacena de forma invisible en el campo magnético se libera repentinamente en numerosos “mini-chorros”. En estos chorros, las partículas se aceleran, que luego producen la radiación gamma observada. La reconexión magnética explicaría cómo la energía llega al núcleo del chorro desde el agujero negro y de dónde viene en última instancia.
Energía del agujero negro giratorio
El profesor Karl Mannheim, director de la Cátedra de Astronomía de la JMU y coautor de la publicación, explica: “El espacio-tiempo cerca del agujero negro en el quásar 3C279 se ve obligado a girar en una rotación. Los campos magnéticos anclados al plasma alrededor del agujero negro expulsan el chorro ralentizando la rotación del agujero negro y convirtiendo parte de su energía rotacional en radiación ”.
Referencia: “Destellos de rayos gamma de la reconexión magnética relativista en el chorro del quásar 3C 279” por A. Shukla y K. Mannheim, 21 de agosto de 2020, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-020-17912-z
