Los astrónomos han resuelto el misterio de las burbujas que se elevan sobre la Vía Láctea: ScienceAlert

Cuando el telescopio espacial de rayos gamma Fermi entró en la órbita terrestre baja en 2008, nos abrió los ojos a un universo completamente nuevo de radiación de alta energía.

Fue uno de sus descubrimientos más curiosos. burbujas de fermi: puntos gigantes y simétricos que se extienden por encima y por debajo del plano de la galaxia, 25.000 años luz a cada lado del centro de la Vía Láctea, brillando con luz de rayos gamma, las bandas de longitud de onda de mayor energía en el espectro electromagnético.

Luego, en 2020, el telescopio de rayos X llamado eROSITA encontró otra sorpresa: Incluso las burbujas más grandes Se extiende más de 45.000 años luz a cada lado del plano galáctico, y esta vez emite rayos X menos energéticos.

Desde entonces, los científicos han concluido que ambos grupos de burbujas pueden ser el resultado de algún tipo de explosión, o erupciones, del centro galáctico y de burbujas supermasivas. Agujero negro en eso. Sin embargo, identificar el mecanismo que produce los rayos gamma y los rayos X ha sido un poco más complicado.

Ahora, usando simulaciones, el físico Yutaka Fujita de la Universidad Metropolitana de Tokio en Japón ha encontrado una explicación que explica los dos grupos de burbujas en un golpe.

Se descubrió que la emisión de rayos X es el producto de vientos fuertes y rápidos que chocan con el débil gas que llena el espacio interestelar, creando una onda de choque que rebota a través del plasma y provoca ese brillo energético.

El agujero negro supermasivo que alimenta el corazón de la Vía Láctea – arco a* – Muy tranquilo hasta el momento agujeros negros Vamos. la actividad de alimentación es mínima; Está clasificado como «silencioso». No siempre fue así. Y un agujero negro activo puede tener todo tipo de efectos en el espacio que lo rodea.

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A medida que la materia cae hacia el agujero negro, se calienta y brilla con luz. Parte del material se aleja a lo largo de las líneas del campo magnético fuera del agujero negro, que actúa como un sincrotrón para acelerar las partículas a una velocidad cercana a la de la luz. Son lanzados como poderosos chorros de plasma ionizado desde los polos del agujero negro, viajando al espacio por hasta Millones de años luz.

Además, hay vientos cósmicos: corrientes de partículas cargadas Relleno Orbita alrededor del agujero negro, que luego explota en el espacio.

Si bien Sagitario A * s puede estar tranquilo ahora, ese no siempre fue el caso. Mire lo suficiente, y se pueden encontrar restos de actividad pasada, como las burbujas de Fermi, acechando en el espacio alrededor del plano galáctico. Al examinar estos rastros podemos entender cuándo y cómo ocurrió esta actividad.

La incursión de Fujita en las burbujas de Fermi se basa en datos del ahora retirado Suzaku Un satélite de rayos X, operado conjuntamente por la NASA y la Agencia Aeroespacial de Japón (JAXA). Tomó las observaciones de Suzaku de las estructuras de rayos X asociadas con las burbujas y ejecutó simulaciones numéricas para tratar de reproducirlas en función de los procesos de alimentación de agujeros negros.

Diagrama que muestra las estructuras que rodean las burbujas de Fermi. (Yu Fujita, MNRAS2022)

«Hemos demostrado que una combinación de las características de densidad, temperatura y choque del gas de rayos X se puede utilizar para diferenciar los mecanismos de inyección de energía». escribe en su papel.

«Al comparar los resultados de las simulaciones numéricas con las observaciones, indicamos que las burbujas fueron creadas por un viento rápido proveniente del centro galáctico porque genera un fuerte choque inverso y reproduce el pico de temperatura observado allí».

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Descubrió que el escenario más probable es que los vientos del agujero negro soplen a 1.000 kilómetros por segundo (621 millas) de un evento de alimentación anterior medido hace 10 millones de años que terminó recientemente. A medida que el viento se propaga hacia el exterior, las partículas cargadas chocan con el medio interestelar, creando una onda de choque que rebota en la burbuja. Estas ondas de choque inversas calientan el material dentro de las burbujas y hacen que brillen.

Las simulaciones numéricas desarrolladas por Fujita reprodujeron con precisión el perfil de temperatura de la estructura de rayos X.

También investigó la posibilidad de una sola erupción explosiva desde el centro galáctico y no pudo reproducir las burbujas de Fermi. Esto sugiere que un viento lento y constante del centro galáctico fue el progenitor más probable de las estructuras misteriosas. Y la fuerza de los vientos solo puede atribuirse a Sagitario A*, no a la formación de estrellas, otro fenómeno que produce vientos cósmicos.

«Asi que,» escribe en su papel«Los vientos pueden ser similares a los flujos de salida de los núcleos galácticos activos que se observan a menudo en otras galaxias y se cree que regulan el crecimiento de las galaxias y sus agujeros negros centrales».

El artículo fue publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

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