Encontrado un nuevo objeto brillante cerca del agujero negro de la galaxia Cygnus A

Concepto artístico de nuevo objeto recién descubierto y que orbita el agujero negro súper masivo del centro de la galaxia Cygnus A. Credito de la imagen: Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.

Cuando los astrónomos apuntaron por vez primera en más de 20 años el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) a ña galaxia Cygnus A, se llevaron una gran sorpresa. Este objeto es bastante conocido y es a menudo estudiado, ahora un nuevo objeto ha aparecido cerca del súper agujero negro masivo de la galaxia. 

El objeto, han concluido los científicos, es o un muy extraño tipo de explosión de supernova, o lo mas probable, una explosión de un segundo súper agujero negro masivo, orbitando muy de cerca al súper agujero negro masivo central.

Esta radiogalaxia, Cygnus A, tambien conocida como LEDA 63932, NRAO 620 e IRAS 19577+4035, la descubrió el radio astrónomo pionero Grote Reber en 1939, se encuentra en la constelación de Cygnus, esta galaxia es una de la radiofuentes más poderosas en el firmamento. 

A principios de los ochenta, cuando el VLA se había construido, Cygnus A fue uno de los objetos estudiados, detalladas imágenes fueron publicadas en 1984, lo que produjo avances significativos en el entendimiento por parte de los científicos de los chorros súper rápidos de partículas subatómicas impulsadas al espacio intergaláctico por la energía gravitatoria por parte de agujeros negro supermasivos en los núcleos galácticos. 

“las imágenes del VLA de Cygnus A de los ochenta marco el estado de la capacidad de observación en el momento,” dijo el astrónomo del National Radio Astronomy Observatory Dr. Rick Perley, uno de los investigadores que realizaron las primeras observaciones de Cygnus A con el VLA en los ochenta.

Distribución RM de Cygnus A basado en observaciones multifrecuencia,
y multiconfiguración del VLA. La resolución es de 0,35 '' (Dreher et al. 1987).

“Debido a ello, no volvimos a mirar a Cygnus A de nuevo hasta 1996, cuando nuevo equipo electrónico del VLA aportó un nuevo rango de radio frecuencias para nuestras observaciones. El nuevo objeto no aparece en las imágenes hachas por entonces.”

“sin embargo, la mejora del VLA que vendría a completarse en 2012 le hizo un telescopio mucho más poderos, asi que quisimos ver de nuevo Cygnus A utilizando las nuevas capacidades del VLA.”

“El nuevo objeto podría decirnos mucho acerca de la historia de esta galaxia,” dijo Dr. Daniel Perley, un astrónomo del Instituto de Investigación de Astrofísica en la Universidad John Moores de Liverpool y el hijo del Dr. Rick Perley. Los investigadores comenzaron las nuevas observaciones en 2015, y las continuaron hasta 2016. 

“no sorprendió, que encontramos un nuevo objeto cerca del núcleo de la galaxia y que no había aparecido en ninguna de las imágenes previas publicadas, “dijo el Dr. Rick Perley 

“Este nuevo objeto es lo suficientemente brillante que definitivamente tendría que haber sido visto con anterioridad en las primeras imágenes, si nada hubiese cambiado. Lo que quiere decir que debe de haber aparecido en algún momento entre 1996 y ahora.”

Entonces, los científicos observaron Cygnus A con el Very Long Baseline Array (VLBA) en noviembre de 2016, detectando claramente el nuevo objeto. Un tenue objeto en infrarrojas también ha sido visto en el mismo sitio en las observaciones del Telescopio Espacial Hubble y del Observatorio Keck, que habían sido realizadas originalmente entre 1994 y 2002. Los astrónomos infrarrojos del Lawrence Livermore National Laboratory, han atribuido el objeto a un denso grupo de estrellas, pero el dramático incremento en brillo de radio obliga a un nuevo análisis. 

Imágenes tomadas en longitudes de onda de radio de los dramáticos chorros cargados de partículas siendo expulsados del núcleo de a galaxia Cygnus A. Credito de la imagen: NRAO/AU. 2016

¿Qué es el Nuevo objeto? Basándose en sus características, los astrónomos han concluido que debe de ser o la explosión de una supernova, o una explosión de un segundo agujero negro súper masivo en el centro de la galaxia. De momento estos quieren observar el comportamiento futuro del objeto para asegurarse, de que este ha permanecido muy brillante y por el tiempo suficiente para que pueda ser consistente con algún tipo de supernova conocida.

“Debido a este brillo tan sorprendente, consideramos que la explicación de que sea una supernova es improbable,” dijo Dr. Vivek Dhawan, un astrónomo en el National Radio Astronomy Observatory. De momento, el nuevo objeto está definitivamente separado del agujero negro súper masivo del centro de Cygnus A, por unos 1500 años luz, poseyendo muchas de las características de un agujero negro súper masivo del centro que se alimente rápidamente de material en su alrededor. 

“Creemos que hemos encontrado un segundo agujero negro súper masivo en esta galaxia, lo que indicaría que se habría unido a otra galaxia en un pasado astronómicamente reciente, “ dijo Dr. Christopher Carilli, astrónomo en el the National Radio Astronomy Observatory. “Estos dos podrían ser unas de las parejas más cercanas de agujeros negro súper masivos nunca antes descubiertos, y que posiblemente de unan en un futuro. 

Imagen de radio del VLA (naranja) de la region central de Cygnus A, sobrepuestas en las imágenes del Telescopio Espacial de los años 1989 a la izquierda y 2015 a la derecha. Credito: Perley, et al., NRAO/AUI/NSF, NASA

Los astrónomos han sugerido que le segundo agujero negro se hizo visible para el VLA en años recientes debido a que ha encontrado nuevo material que devorar. Este material podría ser o bien gas desplazado por culpa de la unión de estas galaxias, o una estrella que pasaba lo suficiente cerca para que el poderoso aguajero negro la hciera trizas bajo su poderosa atracción gravitacional. 

“Futuras observaciones nos ayudaran a resolver algunas de estas preguntas. Además, si esto resulta ser un segundo agujero negro, podría ayudarnos a encontrar otros en galaxias similares,” dijo Daniel Perley.

Rick Perley fue uno de los astrónomos que hicieron las observaciones originales de Cygnus A con el VLA en los ochenta. Daniel Perley, su hijo, es ahora un astrónomo investigador.

“Daniel tenia tan solo dos años cuando estudie por vez primera Cygnus A con el VLA,” dijo Rick. Cuando era estudiante de instituto en Socorro, Nuevo Méjico, Daniel utilizó la información del VLA para un proyecto de ciencia el cual ganó y que le llevo a un concurso de nivel internacional, después consiguió un doctorado en astronomía. 

El artículo que describe este descubrimento ha sido aceptado para su publicación en el Astrophysical Journal (arXiv.org preprint).

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Daniel A. Perley et al. 2017. Discovery of a Luminous Radio Transient 460 pc from the Central Supermassive Black Hole in Cygnus A. ApJ, accepted for publication; arXiv: 1705.07901

Fuentes: Sci News, NRAO, Wikipedia,