Lente de Aumento Cósmica Revela los Jets Interiores de Agujeros Negros

Escrito por: Whitney Clavin, de Caltech research news:

Astrónomos que utilizan el Observatorio de Radio del Valle de Owens (OVRO) de Caltech, han encontrado pruebas de un extraño sistema de lentes en el espacio, en el que un gran conjunto de estrellas está ampliando una galaxia mucho más distante que contiene un agujero negro supermasivo que lanza jets. El descubrimiento proporciona la mejor visión hasta ahora de las manchas de gas caliente que salen disparadas de los agujeros negros supermasivos.

"Hemos sabido de la existencia de estos cúmulos de material que fluyen a lo largo de los chorros o jets de los agujeros negros, y que se mueven cerca de la velocidad de la luz, pero no se sabe mucho de su estructura interna o de cómo se lanzan", dice Harish Vedantham, becario postdoctoral de Caltech Millikan. "Con sistemas de lentes como éste, podemos ver los cúmulos más cerca del motor central del agujero negro y con mucho más detalle que antes". Vedantham es el autor principal de dos nuevos estudios que describen los resultados en el número del 15 de agosto de The Astrophysical Journal. El proyecto internacional está dirigido por Anthony Readhead, catedrático emérito de astronomía Robinson y director del OVRO.

Muchos agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias expulsan chorros de gas que viajan a una velocidad cercana a la de la luz. La gravedad de los agujeros negros atrae material hacia ellos, pero parte de ese material acaba siendo expulsado del agujero negro en forma de jets. Estos permanecen activos entre uno y 10 millones de años, y cada pocos años lanzan nuevos cúmulos de material caliente. Con el nuevo sistema de lentes gravitacionales, estos cúmulos pueden verse a una escala 100 veces menor que antes.

"Los cúmulos que vemos están muy cerca del agujero negro central y son diminutos, apenas unos días-luz de diámetro. Creemos que estos diminutos componentes que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz están siendo ampliados por una lente gravitacional en la galaxia espiral del primer plano", dice Readhead. "Esto proporciona una resolución exquisita de una millonésima de segundo de arco, lo que equivale a ver un grano de sal en la Luna desde la Tierra".

Un elemento crítico de este sistema de lentes es la propia lente. Los científicos creen que podría tratarse de la primera lente de masa intermedia, lo que significa que es mayor que las "microlentes" observadas anteriormente, formadas por estrellas individuales, y menor que las lentes masivas bien estudiadas, tan grandes como las galaxias. La lente descrita en el nuevo artículo, apodada "mililente", se cree que tiene unas 10.000 masas solares, y lo más probable es que esté formada por un cúmulo de estrellas. Una de las ventajas de una lente de tamaño milimétrico es que es lo suficientemente pequeña como para no bloquear toda la fuente, lo que permite ampliar los cúmulos de jets y verlos mientras se desplazan, uno a uno, detrás de la lente. Además, los investigadores afirman que la lente en sí es de interés científico porque no se sabe mucho sobre los objetos de este rango de masa intermedia.

"Este sistema podría constituir un magnífico laboratorio cósmico tanto para el estudio de las mililentes gravitacionales como para el funcionamiento interno del jet nuclear en una galaxia activa", afirma Readhead.

Los dos estudios, titulados, "Variabilidad acromática simétrica en galaxias activas: ¿Una nueva y poderosa sonda de lente gravitacional?" y "La curva de luz peculiar de J1415+1320: Un estudio de caso en eventos de dispersión extrema" ("Symmetric Achromatic Variability in Active Galaxies: A Powerful New Gravitational Lensing Probe?" and "The Peculiar Light Curve of J1415+1320: A Case Study in Extreme Scattering Events,"), están financiados por la NASA, la National Science Foundation, la Smithsonian Institution, la Academia Sinica, la Academia de Finlandia y el Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) de Chile.

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