Utilizando datos de archivo y nuevos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), los astrónomos han obtenido imágenes de 3C 273, un cuásar radiofónico situado a unos 2.400 millones de años luz de distancia en la constelación de Virgo.

Impresión artística de una galaxia gigante con un chorro de alta energía. Crédito de la imagen: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.

Impresión artística de una galaxia gigante con un chorro de alta energía. Crédito de la imagen: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.

«Un cuásar es el núcleo de una galaxia que se cree que alberga un agujero negro masivo en su centro, que se traga el material que lo rodea, emitiendo una enorme radiación», dijeron el astrónomo de la Universidad Kogakuin Shinya Komugi y sus colegas.

«En contra de su anodino nombre, 3C 273 es el primer cuásar descubierto, el más brillante y el mejor estudiado».

«Es una de las fuentes que se observan con más frecuencia con los telescopios porque puede utilizarse como patrón de posición en el cielo. En otras palabras, 3C 273 es un faro de radio».

3C 273 es conocido desde hace décadas como el cuásar más famoso, pero el conocimiento se ha concentrado en su brillante núcleo central, de donde proceden la mayoría de las ondas de radio.

Sin embargo, se ha sabido mucho menos sobre su galaxia anfitriona en sí, porque la combinación de la débil y difusa galaxia con el núcleo de 3C 273 requería rangos dinámicos tan altos para su detección.

Izquierda: imagen del cuásar 3C 273 obtenida por el Hubble; el exceso de brillo se debe a las fugas radiales de luz creadas por la dispersión del telescopio; en la parte inferior derecha se ve un chorro de alta energía liberado por el gas que rodea el agujero negro central. Derecha: Imagen de ALMA de 3C 273; muestra la débil y extendida emisión de radio (azul-blanco) alrededor del núcleo. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Hubble / Komugi et al., doi: 10.3847/1538-4357/ac616e.

Izquierda: imagen del cuásar 3C 273 obtenida por el Hubble; el exceso de brillo se debe a las fugas radiales de luz creadas por la dispersión del telescopio; en la parte inferior derecha se ve un chorro de alta energía liberado por el gas que rodea el agujero negro central. Derecha: Imagen de ALMA de 3C 273; muestra la débil y extendida emisión de radio (azul-blanco) alrededor del núcleo. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Hubble / Komugi et al., doi: 10.3847/1538-4357/ac616e.

El Dr. Komugi y sus coautores utilizaron una técnica denominada autocalibración para reducir la fuga de ondas de radio de 3C 273 hacia la galaxia, que utilizó el propio cuásar para corregir los efectos de las fluctuaciones atmosféricas de la Tierra en el sistema del telescopio.

Alcanzaron un rango dinámico de imagen de 85.000, un récord de ALMA para objetos extragalácticos.

Como resultado de lograr un alto rango dinámico de imágenes, descubrieron la débil emisión de radio que se extiende por decenas de miles de años luz sobre la galaxia anfitriona de 3C 273.

«La emisión de radio alrededor de los cuásares suele sugerir la existencia de emisión sincrotrón, que proviene de eventos altamente energéticos como estallidos de formación estelar o chorros ultrarrápidos que emanan del núcleo central. En 3C 273 también existe un chorro sincrotrón», explican los investigadores.

Descubrieron que esta emisión de radio débil y extendida procedía del gas de hidrógeno de la galaxia energizado directamente por el núcleo.

Es la primera vez que se descubre que las ondas de radio procedentes de un mecanismo de este tipo se extienden a lo largo de decenas de miles de años luz en la galaxia anfitriona de un cuásar.

«Este descubrimiento proporciona una nueva vía para estudiar problemas que antes se abordaban mediante observaciones con luz óptica», dijo el Dr. Komugi.

«Al aplicar la misma técnica a otros cuásares, esperamos comprender cómo evoluciona una galaxia a través de su interacción con el núcleo central».

Un artículo sobre los hallazgos se publicó en la revista Astrophysical Journal.

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Shinya Komugi et al. 2022. Detección de una emisión milimétrica extendida en la galaxia anfitriona de 3C 273 y sus implicaciones para la retroalimentación de los QSO mediante imágenes de ALMA de alto rango dinámico. ApJ 930, 3; doi: 10.3847/1538-4357/ac616e

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