Los astrónomos pueden resolver el misterio de las burbujas que se elevan sobre la Vía Láctea. Alerta científica:

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.

Uno de sus descubrimientos más interesantes fue Burbujas FermiLóbulos gigantes y simétricos que se extienden hacia arriba y hacia abajo del plano galáctico, a 25.000 años luz del centro de la Vía Láctea, brillan con luz de rayos gamma, los rangos de longitud de onda de mayor energía del espectro electromagnético.

Luego, en 2020, un telescopio de rayos X llamado eROSITA encontró otra sorpresa. burbujas aún más grandes Extendiéndose más de 45.000 años luz a cada lado del plano galáctico, esta vez emitiendo rayos X menos energéticos.

Desde entonces, los científicos han llegado a la conclusión de que los dos conjuntos de burbujas son probablemente el resultado de algún tipo de estallido o estallidos del centro galáctico y supermasivo. Agujero negro en eso. Sin embargo, el mecanismo que produce los rayos gamma y X ha sido un poco más difícil de determinar.

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: un golpe.

Descubrió que los rayos X son el resultado de un viento poderoso y rápido que golpea el gas que llena el espacio interestelar, creando una onda de choque que reverbera a través del plasma, haciendo que brille con energía.

El agujero negro supermasivo que alimenta el corazón de la Vía Láctea. Sagitario A* – es bastante tranquilo, por cierto agujeros negros Vamos. Su actividad alimenticia es mínima. se clasifica como «tranquilo». Sin embargo, no siempre ha sido así. Y un agujero negro activo puede tener todo tipo de efectos en el espacio circundante.

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Cuando la materia cae en un agujero negro, se calienta y estalla con luz. Parte de la materia escapa del agujero negro a lo largo de líneas de campo magnético que actúan como sincrotrones para acelerar las partículas a la velocidad de la luz. Se liberan como poderosos chorros de plasma ionizado desde los polos del agujero negro que salen disparados hacia el espacio hasta millones de años luz.

Además, hay vientos cósmicos, corrientes de partículas cargadas que de materia batida orbitando el agujero negro, que luego explota en el espacio.

Si bien Sagitario A* puede estar relajado ahora, no siempre fue así. Mire lo suficiente, y se pueden encontrar reliquias de actividades pasadas, como las burbujas de Fermi, en el espacio alrededor del plano galáctico. Al estudiar estas reliquias, podemos entender cuándo y cómo tuvo lugar esta actividad.

Las incursiones de Fujita en las burbujas de Fermi se basan en datos del ahora retirado Suzaku Satélite de rayos X operado conjuntamente por la NASA y la Agencia Espacial Japonesa (JAXA). Tomó las observaciones de Suzaku de las estructuras de rayos X asociadas con las burbujas y ejecutó simulaciones numéricas para tratar de reproducirlas basándose en los procesos de energía de los agujeros negros.

El diagrama muestra las estructuras que rodean las burbujas de Fermi. (Y. Fujita, MNRAS:2022)

«Demostramos que se puede usar una combinación de densidad de gas de rayos X, temperatura y perfiles de edad de choque para distinguir los mecanismos de inyección de energía». escribe en su periodico.

«Al comparar los resultados de las simulaciones numéricas con las observaciones, mostramos que las burbujas son creadas por el viento rápido del centro galáctico, ya que genera un fuerte choque inverso y reproduce el pico de temperatura que se ve allí».

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Encontró que el escenario más probable es un viento de agujero negro que sopla a 1.000 kilómetros por segundo (621 millas) de un evento de alimentación pasado que midió hace 10 millones de años y terminó hace relativamente poco tiempo. 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 hacia la burbuja. Estas ondas de choque inversas calientan el material dentro de las burbujas y hacen que brille.

Una simulación numérica desarrollada por Fujita reprodujo 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 del viento solo puede atribuirse a Sagitario A*, no a la formación estelar, otro fenómeno que provoca los vientos cósmicos.

«asi que» escribe en su periodico«El viento puede ser el mismo que sale de los núcleos galácticos activos, que a menudo se observan en otras galaxias y se cree que regulan el crecimiento de las galaxias y sus agujeros negros centrales».

El papel ha sido publicado Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

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